用C语言实现快速排序算法

一、快速排序算法（Quicksort）

1. 定义

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。快速排序是对冒泡排序的一种改进，采用了一种分治的策略。



2. 基本思想

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。

3. 步骤

a. 先从数列中取出一个数作为基准数。

b. 分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。

c. 再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。

二、C语言实现代码（仅供参考）

[cpp]
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/***************************************************** 
File name：Quicksort 
Author：Zhengqijun    Version:1.0    Date: 2016/11/04 
Description: 对数组进行快速排序 
Funcion List: 实现快速排序算法 
*****************************************************/  
  
#include <stdio.h>  
#include <stdlib.h>  
  
#define BUF_SIZE 10  
  
/************************************************** 
 *函数名：display 
 *作用：打印数组元素 
 *参数：array - 打印的数组，maxlen - 数组元素个数 
 *返回值：无 
 **************************************************/  
void display(int array[], int maxlen)  
{  
    int i;  
  
    for(i = 0; i < maxlen; i++)  
    {  
        printf("%-3d", array[i]);  
    }  
    printf("\n");  
  
    return ;  
}  
  
/******************************** 
 *函数名：swap 
 *作用：交换两个数的值 
 *参数：交换的两个数 
 *返回值：无 
 ********************************/  
void swap(int *a, int *b)    
{  
    int temp;  
  
    temp = *a;  
    *a = *b;  
    *b = temp;  
  
    return ;  
}  
  
/************************************ 
 *函数名：quicksort 
 *作用：快速排序算法 
 *参数： 
 *返回值：无 
 ************************************/  
void quicksort(int array[], int maxlen, int begin, int end)  
{  
    int i, j;  
  
    if(begin < end)  
    {  
        i = begin + 1;  // 将array[begin]作为基准数，因此从array[begin+1]开始与基准数比较！  
        j = end;        // array[end]是数组的最后一位  
            
        while(i < j)  
        {  
            if(array[i] > array[begin])  // 如果比较的数组元素大于基准数，则交换位置。  
            {  
                swap(&array[i], &array[j]);  // 交换两个数  
                j--;  
            }  
            else  
            {  
                i++;  // 将数组向后移一位，继续与基准数比较。  
            }  
        }  
  
        /* 跳出while循环后，i = j。 
         * 此时数组被分割成两个部分  -->  array[begin+1] ~ array[i-1] < array[begin] 
         *                           -->  array[i+1] ~ array[end] > array[begin] 
         * 这个时候将数组array分成两个部分，再将array[i]与array[begin]进行比较，决定array[i]的位置。 
         * 最后将array[i]与array[begin]交换，进行两个分割部分的排序！以此类推，直到最后i = j不满足条件就退出！ 
         */  
  
        if(array[i] >= array[begin])  // 这里必须要取等“>=”，否则数组元素由相同的值时，会出现错误！  
        {  
            i--;  
        }  
  
        swap(&array[begin], &array[i]);  // 交换array[i]与array[begin]  
          
        quicksort(array, maxlen, begin, i);  
        quicksort(array, maxlen, j, end);  
    }  
}  
  
// 主函数  
int main()  
{  
    int n;  
    int array[BUF_SIZE] = {12,85,25,16,34,23,49,95,17,61};  
    int maxlen = BUF_SIZE;  
      
    printf("排序前的数组\n");  
    display(array, maxlen);  
      
    quicksort(array, maxlen, 0, maxlen-1);  // 快速排序  
      
    printf("排序后的数组\n");  
    display(array, maxlen);  
      
    return 0;  
}  

/*****************************************************
File name：Quicksort
Author：Zhengqijun    Version:1.0    Date: 2016/11/04
Description: 对数组进行快速排序
Funcion List: 实现快速排序算法
*****************************************************/

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

#define BUF_SIZE 10

/**************************************************
*函数名：display
*作用：打印数组元素
*参数：array - 打印的数组，maxlen - 数组元素个数
*返回值：无
**************************************************/
void display(int array[], int maxlen)
{
int i;

for(i = 0; i < maxlen; i++)
{
printf("%-3d", array[i]);
}
printf("\n");

return ;
}

/********************************
*函数名：swap
*作用：交换两个数的值
*参数：交换的两个数
*返回值：无
********************************/
void swap(int *a, int *b)
{
int temp;

temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;

return ;
}

/************************************
*函数名：quicksort
*作用：快速排序算法
*参数：
*返回值：无
************************************/
void quicksort(int array[], int maxlen, int begin, int end)
{
int i, j;

if(begin < end)
{
i = begin + 1;  // 将array[begin]作为基准数，因此从array[begin+1]开始与基准数比较！
j = end;        // array[end]是数组的最后一位

while(i < j)
{
if(array[i] > array[begin])  // 如果比较的数组元素大于基准数，则交换位置。
{
swap(&array[i], &array[j]);  // 交换两个数
j--;
}
else
{
i++;  // 将数组向后移一位，继续与基准数比较。
}
}

/* 跳出while循环后，i = j。
* 此时数组被分割成两个部分  -->  array[begin+1] ~ array[i-1] < array[begin]
*                           -->  array[i+1] ~ array[end] > array[begin]
* 这个时候将数组array分成两个部分，再将array[i]与array[begin]进行比较，决定array[i]的位置。
* 最后将array[i]与array[begin]交换，进行两个分割部分的排序！以此类推，直到最后i = j不满足条件就退出！
*/

if(array[i] >= array[begin])  // 这里必须要取等“>=”，否则数组元素由相同的值时，会出现错误！
{
i--;
}

swap(&array[begin], &array[i]);  // 交换array[i]与array[begin]

quicksort(array, maxlen, begin, i);
quicksort(array, maxlen, j, end);
}
}

// 主函数
int main()
{
int n;
int array[BUF_SIZE] = {12,85,25,16,34,23,49,95,17,61};
int maxlen = BUF_SIZE;

printf("排序前的数组\n");
display(array, maxlen);

quicksort(array, maxlen, 0, maxlen-1);  // 快速排序

printf("排序后的数组\n");
display(array, maxlen);

return 0;
}

执行程序后的结果如下所示：