快速排序

参考：
https://baike.baidu.com/item/%E5%BF%AB%E9%80%9F%E6%8E%92%E5%BA%8F%E7%AE%97%E6%B3%95

http://cuijiahua.com/blog/2017/12/algorithm_4.html

一、原理

基本思想是：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。

二、步骤

设要排序的数组是$A_{[0]}……A_{[N-1]}$，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是：

1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j—)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

三、例子

假设有一组数{6,10,1,2,8,5,9,7,3,4,0}

1 2	下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 数据 6 10 1 2 8 5 9 7 3 4 0

此时i=0,j=10,key=6

从右边开始把比key小的值与0位的6进行换位操作。因此对于上述例子，右边第一个数为0，比6小，进项换位操作，完成第一次比较：

1 2	下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 数据 0 10 1 2 8 5 9 7 3 4 6

此时i=0，j=10,key=6

接着进行第二次比较，从左边开始把比6大的数字与6进行换位操作，完成第二次比较：

1 2	下标 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 数据 0 6 1 2 8 5 9 7 3 4 10

上面两次比较是一个循环，接下来递减变量j和i,只需要不断的重复上面的操作，直至i=j为止。

然后，对key两边的数据，再分组分别进行上述的过程，直到不能再分组为止。

四、算法实现

C语言

#include "stdio.h"

void quick_sort(int a[], int left, int right);

void quick_sort(int a[], int left, int right)
{
	if (left >= right)
	{
		return;
	}
	int i = left;
	int j = right;
	int key = a[left];

	while (i < j)
	{
		while (i < j && key <= a[j])			
		{
			j--;
		}
		a[i] = a[j];
		while (i < j && key >= a[i])
		{
			i++;
		}
		a[j] = a[i];
	}
	a[i] = key;
	quick_sort(a, left, i - 1);
	quick_sort(a, i + 1, right);
}

int main()
{
		int number[] = { 6,10,1,2,8,5,9,7,3,4,0 };
		int i;
		int n = sizeof(number) / sizeof(number[0]);
		printf("原始数据：\n");
		for (i = 0; i < n; i++)
		{
			printf("%d\t", number[i]);
		}
		printf("\n\n");
	
		quick_sort(number, 0,n-1);
		printf("\n返回结果：\n");
		for (i = 0; i < n; i++)
		{
			printf("%d\t", number[i]);
		}
		printf("\n");
}

快速排序

一、原理

二、步骤

三、例子

四、算法实现

C语言

运行结果