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快速排序(Quick Sort)是對(duì)冒泡排序的一種改進(jìn)。由C. A. R. Hoare在1962年提出，其基本思想是選取一個(gè)記錄作為樞軸，經(jīng)過(guò)一趟排序，將整段序列分為兩個(gè)部分，其中一部分的值都小于樞軸，另一部分都大于樞軸。然后繼續(xù)對(duì)這兩部分繼續(xù)進(jìn)行排序，從而使整個(gè)序列達(dá)到有序。

1.基本思想:

例如對(duì)于一個(gè)待排序的源數(shù)組arr = { 4，1，3，2，7，6，8}。

我們可以隨便選一個(gè)元素，假如我們選數(shù)組的第一個(gè)元素吧，我們把這個(gè)元素稱之為“主元”吧。

然后將大于或等于主元的元素放在右邊，把小于或等于主元的元素放在左邊。

通過(guò)這種規(guī)則的調(diào)整之后，左邊的元素都小于或等于主元，右邊的元素都大于或等于主元，很顯然，此時(shí)主元所處的位置，是一個(gè)有序的位置,即主元已經(jīng)處于排好序的位置了。

主元把數(shù)組分成了兩半部分。把一個(gè)大的數(shù)組通過(guò)主元分割成兩小部分的這個(gè)操作，我們也稱之為分割操作(partition)。

接下來(lái)，我們通過(guò)遞歸的方式，對(duì)左右兩部分采取同樣的方式，每次選取一個(gè)主元元素，使他處于有序的位置。當(dāng)然是遞歸到子數(shù)組只有一個(gè)元素或者0個(gè)元素了，遞歸結(jié)束。

代碼：quick_sort 是快速排序的算法，partion函數(shù)是對(duì)于數(shù)組的分割操作，分割操作有很多種方法，我這里列舉三種。

2.分割操作

2.1 單向調(diào)整

選最后一個(gè)為主元，假設(shè)數(shù)組arr的范圍為[left, right]，即起始下標(biāo)為left，末尾下標(biāo)為right。源數(shù)組如下

然后可以用一個(gè)下標(biāo) i 指向 left，即 i = left ;用一個(gè)下標(biāo) j 也指向left，即j = left

接下來(lái) j 從左向右遍歷，遍歷的范圍為 [left, right-1] ，遍歷的過(guò)程中，如果遇到比主元小的元素，則把該元素與 i 指向的元素交換，并且 i = i +1

當(dāng)j指向1時(shí)，1比4小，此時(shí)把i和j指向的元素交換，之后 i++。

就這樣讓j一直向右遍歷，直到 j = right

遍歷完成之后，把 i 指向的元素與主元進(jìn)行交換，交換之后，i 左邊的元素一定小于主元，而 i 右邊的元素一定大于或等于主元。這樣，就 i 完成了一次分割了。

代碼如下：

2.2 雙向調(diào)整

源數(shù)組如下：

然后用令變量i = left + 1，j = right。然后讓 i 和 j 從數(shù)組的兩邊向中間掃描。

i 向右遍歷的過(guò)程中，如果遇到大于或等于主元的元素時(shí)，則停止移動(dòng)，j向左遍歷的過(guò)程中，如果遇到小于或等于主元的元素則停止移動(dòng)。

當(dāng)i和j都停止移動(dòng)時(shí)，如果這時(shí)i < j，則交換 i, j 所指向的元素。此時(shí) i < j，交換8和3

然后繼續(xù)向中間遍歷，直到i >= j。

此時(shí)i >= j，分割結(jié)束。最后在把主元與 j 指向的元素交換。

這個(gè)時(shí)候，j 左邊的元素一定小于或等于主元，而右邊則大于或等于主元。

到此，分割調(diào)整完畢。

代碼如下：

2.3 挖坑法

1.選取一個(gè)關(guān)鍵字(key)作為主元，一般取整組記錄的第一個(gè)數(shù)/最后一個(gè)，這里采用選取序列最后一個(gè)數(shù)為樞軸，也是初始的坑位。

2.設(shè)置兩個(gè)變量left = 0;right = N - 1;

3.從left一直向后走，直到找到一個(gè)大于key的值，然后將該數(shù)放入坑中，坑位變成了array[left]。

4.right一直向前走，直到找到一個(gè)小于key的值，然后將該數(shù)放入坑中，坑位變成了array[right]。

5.重復(fù)3和4的步驟，直到left和right相遇，然后將key放入最后一個(gè)坑位。

代碼如下：