菜鸟学习历程【15-3】快速排序

3.快速排序

快速排序是一种非常高效的排序，采用“分而治之”的思想，将序列分成两部分，前部分的所有数据都小于后半部分，再将前半部分和后半部分拆分成两部分，这两部分的前半部分又都小于后半部分，按这样的规律排序下去，就会将整个序列按从小到大的顺序排列完成。

那么具体是如何实现的，让我通过实例具体讲解一下。

以数组a[] = {28, 17, 6, 18, 37, 3, 20, 31}为例；

我以每一部分的第一个数（称为a）作为分隔两部分的依据，第一次遍历找到以a为界限的下标，即a的前面数据都比a小，a的后面数据都比a大；

第一次遍历：

1.从后往前通过下标 j 遍历找到第一个比 index 小的数，将这个数复制到 index 所在位置，这一步就是将比 index 小的数移到前半部分；

2.找到第一个比 index 小的数后，将 i+1，从 index 后一个位置开始找到第一个比index大的数，再将这个数复制到j所在的位置，这一步将比 index 大的数移到后半部分；

3.上述两个过程在两个下标没有相遇时，反复进行；

4.遍历结束后，将index插入下标i在的位置，此时第一次分隔就完成，接下来对前半部分和后半部分进行递归。

下面的过程是我人为排序的，其实对于机器来说第一次分隔后，前半部分和后半部分是一起进行递归的。我先把前半部分遍历递归结束后，再进行第一部分分隔后的后半部分进行递归。



第一次遍历结束后，前半部分序列：20， 17， 6， 18， 3 后半部分序列：28， 37， 31

第二次遍历（前半部分）：



第二次遍历（前半部分）结束后，前半部分序列：3， 17， 6， 18 后半部分序列：20

第三次遍历（前半部分）：



第三次遍历（前半部分）结束后，不再有前半部分的序列，余下3，后半部分序列：17 ， 6， 18

第四次遍历（后半部分）：



第四次遍历（后半部分）结束后，前半部分序列为：6 后半部分为：17 ， 18



经过这6次遍历，第一次分隔出来的前半部分全部排序完毕：3， 6， 17， 18， 20

那么第一次后半部分的排序以此类推，结果是：28 ， 31， 37

下面附上代码：

#include <stdio.h>

void sort(int array[], int low, int high)
{
int i, j;
int index;
if(low >= high) //递归结束的控制条件，满足时 return 返回上一级
{
return;
}

i = low;
j = high;
index = array[i];

while(i < j)
{
//从后往前遍历，找到第一个比index小的数
while(i < j && array[j] >= index )
{
j--;
}
//如果在下标 i 与 j 相遇之前，找到第一个比index小的数
//与此同时，将这个数复制到 i 所在的位置，并将 i 向后挪一个位置
if(i < j)
{
array[i++] = array[j];
}

//从 i 往后遍历，找到第一个比index大的数
while(i < j && array[i] < index)
{
i++;
}
//如果在下标 i 与 j 相遇之前，找到第一个比index大的数
//与此同时，将这个数复制到 j 所在的位置，并将 j 向后前一个位置
if(i < j)
{
array[j--] = array[i];
}
}
array[i] = index;
sort(array, low, i - 1);
sort(array, i + 1, high);

}

void QuickSort(int array[], int len)
{
sort(array, 0, len - 1 );
}

int main()
{
int i, length;
int a[] = {28, 17, 6, 18, 37, 3, 20, 31};
length = sizeof(a) / sizeof(a[0]);

QuickSort(a, length);
for(i = 0; i < length ; i++)
{
printf("%d ", a[i]);
}
return 0;
}