排序算法--快速排序

 快速排序是高效的排序算法，平均时间复杂度为 O(nlog⁡n)，适合大规模数据排序。

1.挖坑法

2左右指针法

3.前后指针法

// 交换两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 分区函数，返回分区点的索引
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准
    int i = low - 1; // i 是较小元素的索引

    for (int j = low; j < high; j++) {
        // 如果当前元素小于或等于基准
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++; // 增加较小元素的索引
            swap(&arr[i], &arr[j]); // 交换 arr[i] 和 arr[j]
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]); // 将基准元素放到正确的位置
    return i + 1; // 返回分区点的索引
}

// 快速排序递归函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        // 获取分区点索引
        int pi = partition(arr, low, high);

        // 递归排序左半部分
        quickSort(arr, low, pi - 1);

        // 递归排序右半部分
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

#include <stdio.h>

// 打印数组函数
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; // 待排序数组
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); // 计算数组长度

    printf("排序前的数组: \n");
    printArray(arr, n);

    quickSort(arr, 0, n - 1); // 调用快速排序函数

    printf("排序后的数组: \n");
    printArray(arr, n);

    return 0;
}

优化建议:

1. 避免最坏情况，随机选择基准元素。

int randomPartition(int arr[], int low, int high) {
    int random = low + rand() % (high - low + 1);
    swap(&arr[random], &arr[high]); // 将随机元素与最后一个元素交换
    return partition(arr, low, high);
}

2.三数取中法:选择左端、右端和中间三个元素的中位数作为基准

3.小数组使用插入排序：当数组规模较小时，插入排序的效率更高