快速排序算法C/C++代码图文讲解

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个项目要 Ο(nlogn) 次比较。在最坏状况下则需要 Ο(n2) 次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

（1）算法步骤

1. 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）;

2. 重新排序数列，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摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；

3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序；

递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会退出，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

（2）动图演示

（3）C语言代码实现如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

/*
快速排序算法学习
*/

void swap(int *a, int *b)
{
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void quickSort(int arr[] ,int start, int end)
{
    int arrBase, arrMiddle;

    int tempStart = start,
        tempEnd = end;

    //对于这种递归的函数，内部必须要有一个函数返回的条件
    if(tempStart >= tempEnd)
        return;

    //拷贝一个基准值作为后面比较的参数
    arrBase = arr[start];
    while(start < end)
    {
        while(start < end && arr[end] > arrBase)
            end--;
        if(start < end)
        {
            swap(&arr[start], &arr[end]);
            start++;
        }

        while(start < end && arr[start] < arrBase)
            start++;
        if(start < end)
        {
            swap(&arr[start], &arr[end]);
            end--;
        }
    }
    arr[start] = arrBase;
    arrMiddle = start;

    //分治方法进行递归
    quickSort(arr,tempStart,arrMiddle-1);
    quickSort(arr,arrMiddle+1,tempEnd);
}

int main()
{
    int myArr[] = {12,13,15,20,0,-1,-10,100};

    int arrLength = sizeof(myArr)/sizeof(int);
    quickSort(myArr,0,arrLength-1);

    for(int i = 0; i<arrLength; i++)
        printf("%5d",myArr[i]);
    return 0;
}

如果我们编译并运行上述程序，那么它应该产生以下结果：

-10   -1    0   12   13   15   20  100