快速排序详解

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一、概念及原理

快速排序：是由冒泡排序改进二得的。在冒泡排序过程中，只对相邻的两个元素进行比较，因此每次交换两个相邻的元素时只能消除一个逆序。如果能通过两个（不相邻）记录的一次交换，消除多个逆序，则会大大加快排序的速度。快速排序方法中的一次交换可能消除多个逆序。

二、使用说明

1.时间复杂读

在平均情况下，快速排序的时间复杂度为O(log2n)。

2.空间复杂度

快速排序是递归的，执行时需要一个栈来存放相应的数据。最大递归调用次数与递归树的深度一致，所以最好的空间复杂度为O(log2n),最坏情况下O(n)。

3.算法特点

1. 记录费顺次的移动导致排序方法是不稳定的。
2. 排序过程中需要定位表的下界和上界，所以适合于顺序结构，很难用于链式结构
3. 当 n 较大时，在平均情况下快速排序是所有内部排序方法中速度最快的一种，所以适合初始无序，且n较大时的情况。

4.动画演示

三、代码演示

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

void quickSort(int *array, int len)
{
	if (len < 2)
	{
		return;
	}
	int temp = array[0];
	int iLeft = 0;     //左下标
	int iRight = len - 1;   //右下标
	int iMoving = 2;     //当前移动的下标，1--左下标 2.--右下标

	while (iLeft < iRight)
	{
		if (iMoving == 2)
		{
			//如果右下标位置的值大于中心轴的值（也就是选定的元素），继续移动右下标
			if (array[iRight] >= temp)
			{
				iRight--;
				continue;
			}
			//如果右下标位置的值小于 中心轴的值，就把该下标所在的值，放进左下标的位置
			array[iLeft] = array[iRight];
			iLeft++;
			iMoving = 1;
			continue;
		}
		if (iMoving == 1)
		{
			//如果左下标位置的值小于 中心轴的值，就继续移动左下标
			if (array[iLeft] <= temp)
			{
				iLeft++;
				continue;
			}
			//如果左下标位置的值大于 中心轴的值，就把该下标的值，放进右下标中
			array[iRight] = array[iLeft];
			iRight--;
			iMoving = 2;
			continue;
		}
	}
	//如果循环结束，左右下标重合，把中心轴的值放进去
	array[iLeft] = temp;

	quickSort(array, iLeft);
	quickSort(array + iLeft + 1, len - iLeft - 1);
}

void printArray(int *array,int len)
{
	for (int i = 0; i < len; ++i)
	{
		printf("%4d", array[i]);
	}
}

int main(void)
{
	int array[10] = { 78,15,99,53,84,27,39,1,41,67 };
	int len = sizeof(array) / sizeof(int);

	//输出排序前的数组
	printf("排序前的数组\n");
	printArray(array, len);
	putchar('\n');

	//调用递归快速排序函数排序
	quickSort(array, len);

	//输出排序后的数组
	printf("排序后的数组\n");
	printArray(array, len);
	putchar('\n');

	system("pause > 0");
	return 0;
}

运行结果如下：