通过图文来理解快速排序的过程

1.快排的基本思想

通过一趟排序将要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都要小，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。

2.快排的三种实现方式

2.1左右指针法

代码实现：

int PartSort(int* a,int left,int right)
{
	if (left >= right)
		return 0;
	int key = right;
	while (left < right)
	{
		while (a[left] <= a[key] && left < right)
		{
			left++;
		}
		while (a[right] >= a[key] && left < right)
		{
			right--;
		}
		swap(a[left], a[right]);
	}
	swap(a[left], a[key]);
	return left;
}
void QuickSort(int* a, int left, int right)
{
	assert(a != NULL);
	if (left >= right)
		return;
	int div = PartSort(a, left, right);
	QuickSort(a, left, div - 1);
	QuickSort(a, div + 1, right);
}

2.2挖坑法

挖坑法实现与左右指针法类似，首先用一个变量保存key的值，那么key值所在的位置就可以用其他数据填充，也就是所谓的坑，然后从前往后遍历数组，一旦遇到比key值大的时候，停下来，将这个数据填到坑中，那么这个数据以前的位置称为新的坑，下一步找数据比key小的值，找到之后将数据填到坑中。。 。

实现代码：

int PartSort(int* a, int left, int right)
{
	int tmp = a[right];
	while (left < right)
	{

		while (a[left] <= tmp&&left < right)
		{
			left++;
		}
		a[right] = a[left];
		while (a[right] >= tmp&&left < right)
		{
			right--;
		}
		a[left] = a[right];
	}
	a[left] = tmp;
	return left;
}
void QuickSort(int* a, int left, int right)
{
	assert(a != NULL);
	if (left >= right)
		return;
	int div = PartSort(a, left, right);
	QuickSort(a, left, div - 1);
	QuickSort(a, div + 1, right);
}

2.3前后指针法

int PartSort(int* a, int begin, int end)
{
	int cur = begin;
	int prev = begin - 1;	
	while (cur < end)
	{
		while (cur < end  && a[cur] > a[end])
		{
			cur++;
		}
		if (cur < end)
		{
			prev++;
			swap(a[cur], a[prev]);
			cur++;
		}
	}
	prev++;
	swap(a[prev], a[end]);
	return prev;
}
void QuickSort(int* a, int left, int right)
{
	assert(a != NULL);
	if (left >= right)
		return;
	int div = PartSort(a, left, right);
	QuickSort(a, left, div - 1);
	QuickSort(a, div + 1, right);
}

3.快排的时间复杂度分析

正是因为快排最差的情况可能出现时间复杂度为O(N^2)的情况，所以有必要对快排算法进行优化，常见的有三数取中法和减少递归层次的办法解决。

附：

快排的优化链接：点击打开链接