C 快速排序

快速排序描述

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。

示例代码

示例代码为C语言，输入参数中，需要排序的数组为arr[]，取出一个元素为pivot，并根据 pivot值，将数组按照大于pivot和小于pivot分为两个区域，递归完成排序。

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

void quick_sort(char *arr, int begin, int end)
{
    char pivot = arr[begin];
    int i,j;
    i = begin;
    j = end;
    while(i < j) {
        while(arr[j] >= pivot && i < j)
            j --;
        arr[i] = arr[j];
        while(arr[i] <= pivot && i < j)
            i ++;
        arr[j] = arr[i];
    }
    arr[i] = pivot;

    if( i-1 > begin)
        quick_sort(arr, begin, i - 1);
    if( end > i + 1)
        quick_sort(arr, i + 1, end);
}

int main()
{
    char ch[] = "qwertyuiopasdfghjklzxcvbnm";
    quick_sort(ch, 0 ,25);
    printf("%s\n", ch);
    exit(0);
}

输出结果

abcdefghijklmnopqrstuvwxyz

算法分析

　　最差时间复杂度  Θ(n2)   最优时间复杂度  Θ(nlog n)   平均时间复杂度  Θ(nlog n)

原理

　　已知一组无序数据a[1]、a[2]、……a[n]，需将其按升序排列。首先任取数据a[x]作为基准。比较a[x]与其它数据并排序，使a[x]排在数据的第k位，并且使a[1]~a[k-1]中的每一个数据<a[x]，a[k+1]~a[n]中的每一个数据>a[x]，然后采用分治的策略分别对a[1]~a[k-1]和a[k+1]~a[n]两组数据进行快速排序。

优劣

　　优点：极快，数据移动少；缺点：不稳定。