八大排序——快速排序

作为一个学后台的同学，如果你不会希尔排序，我可以认为你学的不够，但如果你不会快速排序，那么我就要偷偷笑你了。快速排序算法最早由图灵奖的获得者Tony Hoare设计出来，更牛逼的是，这个算法被列为了20世纪十大算法之一。对，没错，是十大算法，不是十大排序算法，这足以看出这个排序算法在学界中大牛心目中的地位，我们这些程序猿还有什么理由不去学习它？不说玩笑话，下面让我们真正的体会一下快速排序。

快速排序算法

快速排序（Quick Sort），其基本思想为：在序列中选出一个元素作为“枢纽”，经过一趟排序将序列分割成两部分，其中一部分均比“枢纽”元素小，另一部分均比“枢纽”元素大，然后把这两部分作为新的序列执行同样的操作，直到元素数无法进行分割为止。细心的同学会发现，整个操作其实是一个递归调用，排序会将“枢纽”元素放置到合适的位置（合适的位置意味着它的位置不需再改变），而其它元素都会放置到合适的区域（注意的说的是合适的区域），而分割的作用就是使被放到合适位置的元素越来越多，合适的区域越来越精确，直到合适的区域精确到成为一个位置为止（仔细体会）。小二，上代码：

#include <stdio.h>

void sort(int a[], int left, int right)
{
if(left >= right)//如果left大于或者等于right就代表已经整理完成一个部分了
{
return;
}
int i = left;
int j = right;
int key = a[left];//取下标为left的元素为“枢纽”元素，并将其赋值给key

while(i < j)//当i和j"相遇"的时候，说明所有元素都被比较了一遍，这时候就不用再循环
{
while(i < j && key <= a[j])
{
j--;//向前寻找
}

a[i] = a[j];//数值覆盖
while(i < j && key >= a[i])
{
i++;//向后寻找
}
a[j] = a[i];//数值覆盖
}

a[i] = key;//将“枢纽”元素放在合适的位置
sort(a, left, i - 1);//用同样的方式对分出来的左边的小组进行同上的做法
sort(a, i + 1, right);//用同样的方式对分出来的右边的小组进行同上的做法
}
void main()
{
int a[]={5,6,1,4,9,2,9};
int i;
int length=sizeof(a)/sizeof(int);
sort(a,0,length-1);
for(i=0;i<length;i++){
printf("%d\t",a[i]);
}
printf("\n");
}

光看代码很难理解其中的变换过程，下表是第一次排序的数值变化，大家可以体会一下：



其中标黄色的部分为被变化的值，从图中也解答了大家对20和25行代码注释的一个疑问（即数值覆盖会不会造成数据丢失），大家可以看到，第一次覆盖，其实是“枢纽”元素被覆盖，而我们已经提前将“枢纽”元素赋给了key，而其后的数值覆盖覆盖的都是冗余的值，因为我们每覆盖一次都没有将之前位置的值清空，那么它就是冗余的，覆盖它不会造成数据丢失。

注：快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。