快速排序详解

介绍：

快速排序于C. A. R. Hoare在1960年提出，是针对冒泡排序的一种改进。它每一次将需要排序的部分划分为俩个独立的部分，其中一个部分的数比的数都小。然后再按照这个方法对这俩个独立的部分分别进行快速排序，整个排序递归进行，从而使得整个数据变成有序序列。下面以一个8元素的乱序数组为例按照快速排序的思想，将这个数组一步一步的进行排序，再分别以C语言和python编写快速排序源码。本文全篇介绍从小到大排序，反序换符号就好

快排思想：

1.该数组的初始状态如下，一个8元素的乱序数组。接下来我们按照快排的思想来进行操作。

2.选择第一个元素为基准，将比它小的元素放在一起，大的元素放一起，划分之后的数组将会变成下图一般。

3.开始递归，将划分之后的俩个独立部分进行划分，如果独立部分只有一个元素了，就可以结束递归了。比如第一次划分之后的大元素部分，将其再次进行划分之后的结果如下图，以第一个元素65为基准进行划分，划分之后的部分都只有一个元素，因此可以结束递归，那接下来再看一下小元素的划分。

4.小元素划分，将小元素部分再次进行划分，以第一个元素38为基准进行划分，划分之后的大元素部分只有一个元素48，结束递归。而小元素部分还有俩个元素，需要进一步递归。

5.现在第一次划分之后的大小元素部分都完成了一层的递归，我们看一下数组当前的状态。红色框为大元素部分，经过一次划分之后，已经完成了排序。

6.小元素二次递归，以38为基准进行划分之后，比38小的还有俩个元素，需要继续进行划分，以24为基准进行划分，这里比24小的不存在，比24大的只有1个元素31，划分之后可以结束递归，到此所有的递归都已经结束了。再看一下现在的状态。

7.结束，从上图可以看到，递归结束之后，快排就已经完成了，一个乱序的数组现在变成了一个从小到大的有序数组。

树型图：

具体实现：

还是以上面的乱序数组为例来介绍快速排序是如何来进行划分的，这里介绍一种挺好理解的实现方法。

1.初始状态

2.以49为基准，right从后向前寻找比49小的。(从小到大排序，大的在后面不用管)，找到31比49小。left从前向后面找比49大的，找到65，将65与31交换位置。当前状态如下：

3.继续right从后向前寻找比49小的，找到24。当前状态如下：

4.left继续寻找比49大的，找到right与left重合还是找不到就可以结束寻找了。

5.这时候再将49与left所在的交换位置。

6.这就是完成了一次划分，之后按照这个方法，递归划分即可。

编码实现C语言：

#include 
#include 
//将arr数组中下标为i的与下标为j的交换位置
void Swap(int arr[], int i, intj) { inttemp; temp =arr[i]; arr[i] =arr[j]; arr[j] =temp; } //将arr数组进行划分
int Partition(int arr[], int left, intright) { //保存起始下标
int index =left; //获取基准的值
int tmp =arr[left]; //循环查找 当left与right重合之后结束
while(left =tmp) { right --; } //right从后面开始找 找到比tmp小的
while(left < right && arr[left] <=tmp) { left ++; } //left从前面开始找 找到比tmp大的
Swap(arr, left, right); //将找出来的俩个交换位置
} Swap(arr,index,left); //将基准值换到left的位置上面，完成划分
returnleft; }
void Qsort(int arr[], int left, intright) { intindex; if(left 
index =Partition(arr, left, right); //划分完成之后递归对俩个独立分区进行快排
Qsort(arr, left, index - ); Qsort(arr, index + , right); } } intmain() { int arr[]= {,,,,,,,}; inti; Qsort(arr, , ); for(i=; i


编码实现python：

#coding=utf8
importuuid importrandom importstring
defpartition(alist, start, end): index =start tmp =alist[start] while start =tmp): end -= 1
while (start < end and alist[start] <=tmp): start += 1
alist[start],alist[end] =alist[end],alist[start] alist[index], alist[end] =alist[end], alist[index] returnend
defquick_sort(alist, start, end): if start >=end: return
left =partition(alist, start, end) #对左边部分执行快速排序
quick_sort(alist, start, left - 1) #对右边部分执行快速排序
quick_sort(alist, left + 1, end)
qlist = [49,38,65,48,24,31,62,79] #qlist = [1, 12, 22, 34, 21, 4, 6, 8, 11, 54, 36, 7, 3, 0, 60, 62, 63]
quick_sort(qlist, 0, len(qlist) - 1) print(qlist)


python一条语句解决快排源码：

quick_sort = lambda array: array if len(array) <= 1 else quick_sort([item for item in array[1:] if item <= array[0]]) +[array[0]] + quick_sort([item for item in array[1:] if item >array[0]])