排序——快速排序（Quick sort）
概况
快速排序（Quick sort）是对冒泡排序的一种改进。快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。
算法思路
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。
快速排序算法通过多次比较和交换来实现排序，其排序流程如下：
1、首先设定一个分界值，通过该分界值将数组分成左右两部分。
2、将大于或等于分界值的数据集中到数组右边，小于分界值的数据集中到数组的左边。此时，左边部分中各元素都小于或等于分界值，而右边部分中各元素都大于或等于分界值。
3、然后，左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据，又可以取一个分界值，将该部分数据分成左右两部分，同样在左边放置较小值，右边放置较大值。右侧的数组数据也可以做类似处理。
4、重复上述过程，可以看出，这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后，再递归排好右侧部分的顺序。当左、右两个部分各数据排序完成后，整个数组的排序也就完成了。
概括来说为 挖坑填数 + 分治法。
图解算法
快速排序主要有三个参数，left 为区间的开始地址，right 为区间的结束地址，Key 为当前的开始的值。
我们从待排序的记录序列中选取一个记录（通常第一个）作为基准元素（称为key）key=arr[left]，然后设置两个变量，left指向数列的最左部，right 指向数据的最右部。
第一步
key 首先与 arr[right] 进行比较，如果 arr[right]<key，则arr[left]=arr[right]将这个比key小的数放到左边去，如果arr[right]>key则我们只需要将right--，right--之后，再拿arr[right]与key进行比较，直到arr[right]<key交换元素为止。
第二步
如果右边存在arr[right]<key的情况，将arr[left]=arr[right]，接下来，将转向left端，拿arr[left ]与key进行比较，如果arr[left]>key,则将arr[right]=arr[left]，如果arr[left]<key，则只需要将left++,然后再进行arr[left]与key的比较。
第三步
然后再移动right重复上述步骤。
第四步
最后得到 {23 58 13 10 57 62} 65 {106 78 95 85}，再对左子数列与右子数列进行同样的操作。最终得到一个有序的数列。
{23 58 13 10 57 62} 65 {106 78 95 85}
{10 13} 23 {58 57 62} 65 {85 78 95} 106
10 13 23 57 58 62 65 78 85 95 106
动画展示
我们借用五分钟学算法的gif动图，感谢五分钟学算法。
- 首先，操作数列中的所有数字
- 在所有数字中选择一个数字作为排序的基准（pivot）, pivot 通常是随机选择的，在这里为了演示方便，我们选择最右边的数字作为 pivot
- 选取好 pivot 后，在操作数列中选择最左边的数字标记为 左标记 ，最右边的数字标记为 右标记
- 将左边的标记向右移动
- 当 左标记 达到超过 pivot 的数字时，停止移动
- 在这里，8 > 6 ,所以停止移动
- 然后将右边的标记向左移动
- 当 右标记 达到小于 pivot 的数字时，停止移动
- 在这里，4 > 6 ,所以停止移动
- 当左右标记停止时，更改标记的数字
- 因此，左标记 的作用是找到一个大于 pivot 的数字，右标记 的作用是找到一个小于 pivot 的数字
- 通过交换数字，可以在数列的左边收集小于 pivot 的数字集合，右边收集大于 pivot 的数字集合
- 交换之后，继续移动 左标记
- 在这里，9 > 6 ,所以停止移动
- 然后将右边的标记向左移动
- 当 右标记 碰撞到 左标记 时也停止移动
- 如果左右侧的标记停止时，并且都在同一个位置，将这个数字和 pivot 的数字交换
- 这就完成了第一次操作
- 小于 6 的都在 6 的左侧，大于 6 的都在 6 的右侧
- 然后递归对这分成的两部分都执行同样的操作
- 完成 快速排序
算法性能
时间复杂度
理想情况
T(n) ≤ 2T(n/2) + n，T(1) = 0
T(n) ≤ 2(2T(n/4)+n/2) + n = 4T(n/4) + 2n
T(n) ≤ 4(2T(n/8)+n/4) + 2n = 8T(n/8) + 3n
......
T(n) ≤ nT(1) + (log2n)×n = O(nlogn) 最坏情况
而在最坏的情况下，这个树是一个完全的斜树，只有左半边或者右半边。这时候我们的比较次数就变为
空间复杂度
原地排序
原地快排的空间占用是递归造成的栈空间的使用，最好情况下是递归，最坏情况下是递归
n-1 次，所以空间复杂度是。
非原地排序
对于非原地排序，每次递归都要声明一个总数为n的额外空间，所以空间复杂度变为原地排序的n倍，即最好情况下，最差情况下
。
稳定性
不稳定。
代码实现
C和C++
void QuickSort(int array[], int low, int high) {int i = low; int j = high;if(i >= j) {return;}int temp = array[low];while(i != j) {while(array[j] >= temp && i < j) {j--;}while(array[i] <= temp && i < j) {i++;}if(i < j) {swap(array[i], array[j]);}}//将基准temp放于自己的位置，（第i个位置）swap(array[low], array[i]);QuickSort(array, low, i - 1);QuickSort(array, i + 1, high);
}Java
public static int[] qsort(int arr[],int start,int end) { int pivot = arr[start]; int i = start; int j = end; while (i<j) { while ((i<j)&&(arr[j]>pivot)) { j--; } while ((i<j)&&(arr[i]<pivot)) { i++; } if ((arr[i]==arr[j])&&(i<j)) { i++; } else { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } } if (i-1>start) arr=qsort(arr,start,i-1); if (j+1<end) arr=qsort(arr,j+1,end); return (arr);
} Python
def swap(arr, i, j):arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]def partition(arr, left, right):pivot = leftindex = pivot+1i = indexwhile i<=right:if arr[i]<arr[pivot]:swap(arr, i, index)index+=1i+=1swap(arr, pivot, index-1)return index-1def quickSort(arr, left=None, right=None):left = 0 if not isinstance(left, (int, float)) else leftright = len(arr)-1 if not isinstance(right, (int, float)) else rightif left < right:partitionIndex = partition(arr, left, right)quickSort(arr, left, partitionIndex-1)quickSort(arr, partitionIndex+1, right)return arr排序——快速排序（Quick sort）相关推荐
- 【排序算法】快速排序(Quick Sort)
快速排序(Quick Sort)使用分治法算法思想. 快速排序介绍 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. ...
- Golang TDD实践报告：快速排序Quick Sort
Golang TDD实践报告:快速排序Quick Sort [阅读时间:约5分钟] 0.项目需求 1.编写符合项目输入输出的一个测试 2.尝试运行测试 3.先使用最少的代码来让失败的测试先跑起来 4. ...
- 快速排序 Quick Sort
快速排序 Quick Sort 我们已经知道,在决策树计算模型下,任何一个基于比较来确定两个元素相对位置的排序算法需要Ω(nlogn)计算时间.如果我们能设计一个需要O(n1ogn)时间的排序算法,则 ...
- C语言快速排序 quick sort 算法(附完整源码)
快速排序 quick sort 算法 快速排序 quick sort 算法的完整源码(定义,实现,main函数测试) 快速排序 quick sort 算法的完整源码(定义,实现,main函数测试) # ...
- 快速排序quick sort
一.快速排序的基本思想: 1.在集合中找一个数作为基准数: 2.集合分为三部分:左分区.基准数.右分区,其中左分区的数都小于等于基准数,右分区的数都大于等于基准数: 3.分别对左分区.右分区执行第2步 ...
- Java实现快速排序 Quick Sort
本文带来八大排序算法之快速排序算法. 快速排序(QuickSort)是对冒泡排序的一种改进.基本思想是: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一部分的所有数据都要小, ...
- 基础算法之快速排序Quick Sort
原理 快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进. 从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot); 排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的 ...
- 快速排序 (Quick Sort)（Java实现）
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进,借用了分治的思想,由C. A. R. Hoare在1962年提出. 1.基本思想 快速排序的基本思想:挖坑填数+分治法. 首先选一个轴值(pivo ...
- 两种风格的快速排序 Quick Sort
啊哈算法中的quick_sort.cpp // // Created by jal on 18-9-2. // #include <bits/stdc++.h>using namespac ...
- 图解快排——快速排序算法(quick sort)
快速排序 quick sort 算法思想 算法图解 算法实现(C语言) 性能分析 算法思想 快速排序算法是对冒泡排序算法的一种改进算法,在当前所有内部排序算法中,快速排序算法被认为是最好的排序算法之一 ...
最新文章
- html+css3实现二级下拉菜单
- 在面试中如何展示虚拟机和内存调优技能
- 查看MySQL数据库表的命令介绍
- [NOIP2002]矩形覆盖
- 共享单车当废铁卖 ofo回应：已达报废年限
- Jordan Elman Neural Networks
- 总结better-scroll插件的使用
- PMP考试的难度怎么样？
- rdkit 修改分子
- 怎么使用QQ音乐api搭建个人音乐站点
- Ureport2的表格更改小技巧
- 新零售的坑，社交流量怎么填？
- 美团财报电话会：将专注于创造外卖和到店业务的协同效应
- 看不到同一个网络下的其他计算机,看不到局域网其他计算机怎么办
- 小程序运营推广怎么做？有什么小程序运营推广策略？
- 邮箱确认html,html5+JavaScript进行邮箱地址验证
- mysql关系运算_数据库关系运算
- 玩转iOS开发：集成 Union Pay - 银联支付
- 【Unity3D读取数据】（一）Txt文档操作（创建、读取、写入、修改）
- 汽车服务行业概况与供应商评估方案介绍，数商云SRM系统助力多维考核供应商