Quick Sort（快速排序）

最新推荐文章于 2025-05-20 09:34:15 发布
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#快速排序 #算法 #C++/Python/Go实现 #递归/非递归

快速排序是一种高效的排序算法，通过选取基准元素将数据分为两部分，递归地对子序列进行排序。本文详细介绍了快速排序的算法思想、实现步骤，包括C++和Python的递归与非递归版本实现，以及算法的时间复杂度、性能特点和稳定性分析。

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目录

算法思想

实现步骤

源码

C++实现

递归版本

C++非递归版本 

Python实现

Go实现

时间复杂度

性能特点

稳定性

算法思想

       通过快速排序将要排序的数据分为独立的两部分，其中一部分的数据比另外一部分的数据都要小，然后再按照此方法对这两部分数据分别再进行快速排序，整个过程可以递归进行，以此达到整个序列都有序。快速排序和归并排序是互补的：归并排序将序列分成两个子序列分别排序，并将有序的子序列归并以将整个序列排序；而快速排序将序列排序的方式则是当两个子序列都有序时整个序列也就自然有序了。前者递归调用发生在处理整个序列之前；后者的递归调用则发生在处理整个序列之后。在归并排序中，一个序列被等分为两半；在快速排序中，切分的位置取决于序列的位置。

实现步骤

 

       首先选取任意元素作为基准元素（一般是第一个元素），将所有比基准元素小的元素都排到其前面，比基准元素大的都排到其后面，这样就完成了一趟快速排序。然后从基准元素分出的两个子序列中再分别选出基准元素执行上述操作，直到不可再切分。

 

源码

C++实现

递归版本

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Quick sort（快速排序）是一种常用的排序算法，它的基本思想是通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分的所有数据小，然后再对这两部分数据分别进行快速排序。通过递归的方式将所有数据排序完成。
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　　排序的本质就是消除逆序对。以升序为例，就是消除"左边大右边小"的逆序对。当逆序对为0，就说明已经满足有 快速排序 　　快速排序是一种就地排序，会改变输入数组，同时快速排序是一种不稳定的排序。快速排序的关键点是选择一个合适的轴点(`pivot`)，这个选取的不确定性也导致了每次数据的分割是不均匀的。 　　对于选取的一个轴点，其左边的都不大于轴点，右边的都不小于轴点: [low, pivot-1] <= pivot <= [pivot+1, high] // [left, rig...
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快速排序（Quick Sort）是一种高效的排序算法，采用分治法的策略，其基本思想是选择一个基准元素，通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。快速排序的最坏运行情况是 O(n²)，比如说顺序数列的快排。但它的平摊期望时间是 O(nlogn)，且 O(nlogn) 记号中隐含的常数因子很小，比复杂度稳定等于 O(nlogn) 的归并排序要小很多。
快速排序（Quick Sort）
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快速排序是一种高效的分治算法，其核心思想是通过选择一个基准值将数组分为两部分，左边部分的元素均小于等于基准值，右边部分的元素均大于等于基准值，然后递归地对左右两部分进行排序，直到子数组长度为1或0。关键步骤包括选择基准值、分区操作和递归排序。性能分析显示，快速排序在最优和平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下为O(n²)，空间复杂度在最优情况下为O(logn)，最坏情况下为O(n)。快速排序是一种不稳定的排序算法。
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/* 快速排序： 1.以temp=a[SIZE/2]为基准，从右到左找到第一个比temp小的数，并交换位置, 从左到右找第一个比temp大的数，并交换位置， 2.递归排序a[0]到temp 和 temp到 a[SIZE] */ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<time.h> #define SIZE...
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快速排序是20世纪十大算法之一，可见其精妙之处，相较于其他复杂度为O(n^2)，可以提高到n*logn.一般我们研究快速排序基本采用内置类型，如int型数据，本类为了更通用，采用了模板类，具体数据对象类型可根据用户自己定制（当然需要重载赋值、=操作符，供该类操作类型运算之用）；同时，注意动态分配对象时，对象释放需要外部处理； 注：本算法只是采用了快速排序的基本算法，未做优化（如选轴、排除不必要的交换等）
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