快速排序（挖坑法和前后指针法）--排序算法（四）

最新推荐文章于 2024-09-29 02:09:08 发布

原创

最新推荐文章于 2024-09-29 02:09:08 发布 · 1.2k 阅读

3 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#快速排序

本文详细介绍了快速排序算法，包括其基本思想和分治策略。文章重点讨论了两种常见实现方法：挖坑法和前后指针法，并提供了具体的示例和实现过程。此外，还分析了快速排序的时间复杂度为平均O(N*lgN)，最坏情况为O(N^2)，空间复杂度为O(logN~N)，并指出快速排序是不稳定的排序算法。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

快速排序思想

快速排序(Quick Sort)使用分治法策略。它的基本思想是：选择一个基准数，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。

快速排序流程如下：

从数列中挑出一个基准值。
将所有比基准值小的摆放在基准前面，所有比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)；在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。
递归地把"基准值前面的子数列"和"基准值后面的子数列"进行排序。
快速排序一般有两种方法：第一种是挖坑法，第二种是前后指针法，第一种较常用。

一、挖坑法

挖坑法示例

挖坑法示例
上图只是给出了第1趟快速排序的流程。在第1趟中流程如下，首先设置基数x=a[i]=a[0]，即x=30。

从"右 --> 左"查找小于x的数：找到满足条件的数 a[j]=20，此时j=4；然后将a[j]赋值a[i]，此时i=0；接着从左往右遍历；
从"左 --> 右"查找大于x的数：找到满足条件的数a[i]=40，此时i=1；然后将a[i]赋值a[j]，此时j=4；接着从右往左遍历；
从"右 --> 左"查找小于x的数：找到满足条件的数a[j]=10，此时j=3；然后将a[j]赋值a[i]，此时i=1；接着从左往右遍历。
从"左 --> 右"查找大于x的数：找到满足条件的数a[i]=60，此时i=2；然后将a[i]赋值a[j]，此时j=3；接着从右往左遍历。
从"右 --> 左"查找小于x的数：没有找到满足条件的数。当i>=j 时，停止查找；然后将x赋值给a[i]。第一趟遍历结束！

**挖坑法的好处：**可以用覆盖避免交换，因为也可以从左找到大数，从右找到小数，然后二者互换。

挖坑法实现

#include <stdio.h>
//挖坑法
int partition(int *arr, int left, int right){
   
   
    int begin = left;       //左边界
    int end = right;        //右边界
    int temp = arr[begin];            //pos比较位 
    while(begin < end){
   
   
        while (begin < end && arr[end] >= temp)     //从右边找起，找比temp小的
			end--;
		if (begin < end)
			arr[begin