快速排序介紹

快速排序是目前在實踐中非常高效的一種排序算法，它不是穩定的排序算法，平均時間復雜度為O(nlogn)，最差情況下復雜度為O(n^2)。它的基本思想是：通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小，然后再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序，整個排序過程可以遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列。

傻瓜版

下面這個代碼是我之前看過，覺得是很容易理解的版本：

void quick_sort(int arr[], int left, int right)
{
    if (left < right){
    int i = left, j = right, target = arr[left];    //以第一個位置作為劃分依據
    while (i < j){
        while (i < j && arr[j] > target)            //從右開始找到第一個比target小的
            j--;
        if (i < j)
            arr[i++] = arr[j];                      //把右邊的一個數放到左邊
        while (i < j && arr[i] < target)            //從左開始找到一個比target大的數
            i++;
        if (i < j)
            arr[j] = arr[i];                        //把左邊的一個數放到剛才右邊數的位置
    }
    arr[i] = target;                //把target放到中間位置
    quick_sort(arr, left, i - 1);
    quick_sort(arr, i + 1, right);
    }
}

搬運版

來自ClassicalCode:partition

#include <iostream>
#include <vector>
#include <stdlib.h>
#include <assert.h>
using namespace std;

//[lo, hi) : 構造軸點，軸點前的所有元素都不大于軸點值，反之都不小于軸點值
int partition(vector<int>&nums, int lo, int hi){ 
    assert(hi - lo >= 2); //partition給定的區間必須至少包含兩個元素

    int p = lo + rand() % (hi - lo);
    swap(nums[lo], nums[p]);      //首先把軸點放到lo位置
    int mi = lo;
    for(int i = lo + 1; i < hi; ++i){    //遍歷，這里維護一個指針mi，使得mi所指及左側均為小于軸點值
        if(nums[i] < nums[lo])
            swap(nums[++mi], nums[i]);
    }
    swap(nums[lo], nums[mi]);        //將軸點值放到mi現在的位置，即分界點
    return mi; 
}

void quicksort(vector<int>&nums, int lo, int hi){
    //將nums[lo, hi)內的所有元素進行排序
    if(hi - lo < 2) return;

    int mi = partition(nums, lo, hi);
    quicksort(nums, lo, mi);
    quicksort(nums, mi + 1, hi);
    return;
}



int main(){
    srand(time(NULL));
    vector<int> tst;
    for(int i = 0; i < 1000; i++){
        tst.push_back(rand() % 1000);
    }


    for(auto x : tst) cout << x << " ";
    cout << endl;

    quicksort(tst, 0, tst.size());

    for(auto x : tst) cout << x << " ";
    cout << endl;

    return 0;
}