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问题描述
快速排序作为排序算法中平均花费时间最少的排序算法，在各自比赛中，经常被用来处理排序问题。
解决方案
今天来带大家理解快速排序的原理及python代码实现。快排思路：选取一个数base(方便理解选取数组第一个数)，比这个数小的移到这个数左边，比这个数大的移到这个数右边。
算法思路：
1.选取一个数作为base，并选取左右指针left和right。
2.left指针每次向右移动1，找到比base大的数.right指针每次向左移动1，找到比base小的数。然后将left指针与right指针对应的数交互位置。（这样比base小的数就移到数组左边，大的就去了右边）
图 1 步骤1
图 2 步骤2
3.当left指针等于right指针，如果这个数小于base就与base交换，如果大于base就与left-1对应的数交换。
图 3 步骤3
4.将base左边的数组和右边的数组代入步骤1、2、3、4，直到数组有序。
快排代码解析：
按照最简单的思路（选取一个数base，比这个数小的移到这个数左边，比这个数大的移到这个数右边。），先来实现一个简单的伪快排代码，来帮助更好的理解快速排序。
def quick_sort(array): if len(array)<2: return array else: # 选取base base=0 base_val=array[0] # 比base_val小的数组成一个数组 less_base = [i for i in array[base + 1:] if i <=base_val] # 比base_val大的数组成一个数组 more_base = [i for i in array[base + 1:] if i > base_val] # 对base_val左右两个数组执行同样操作，然后再与base+val拼接 return quick_sort(less_base)+[base_val]+quick_sort(more_base) |
测试结果：
图 4 测试结果1
很简单的代码便实现了伪快速排序，至于为什么是伪代码，因为不是对原数组进程操作，而是每次用两个额外的数组储存比base大的和小的，并且函数每运行一次，需要对传入的数组进行两次遍历。
时间和空间复杂度增加的比较多，实在对不上快速排序这个名字。但确实符合了快排的思想，接下来来看看完整的快排代码怎么写吧。
完整的快排代码 ：
根据前文提到的算法思路，每次left和right的移动交换都要在原数组中进行。可以将这部分代码封装为一个函数。
因为需要将原数组从逻辑上划分为多个数组，所以replace_val函数需要传入这些逻辑上划分的数组的开始和结束位置，而不是base,left,right的值，这些值都可以从beg和end得到。
def replace_val(array,beg,end): base=beg base_val=array[base] left=base+1 right=end while True: ''' 为了防止传入的数组只有2个元素，left=base+1直接与right重合,然后就移动下标的位置，所以先判断 ''' # 当left和right重合 if right <= left: if array[right] < base_val: array[base], array[right] = array[right], array[base] else: array[base], array[right + 1] = array[right + 1], array[base] break # left与right未重合 if array[left]>array[right]: array[left], array[right] = array[right], array[left] # 当left<right并且array[left]比base_val小就继续移动 while left<right and array[left]<=base_val: left+=1 # 当right>left并且array[right]比base_val大就继续移动 while right>=left and array[right]>base_val: right-=1 return right |
之后就是将执行了一次replace_val函数的数组拆成2部分再来一次。然后再拆，对每一部分，再执行replace_val函数。
def quilck_sort(array,beg,end): #beg<end,表示beg到end最少有2个数，才需要进行排序 if beg<end: ind=replace_val(array,beg,end) quilck_sort(array,beg,ind-1) quilck_sort(array,ind+1,end) |
测试结果：
图 5 测试结果2
END
实习编辑 | 王文星
责 编 | 马原涛
where2go 团队
微信号：算法与编程之美
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