快速排序是由東尼·霍爾所發(fā)展的一種排序算法。在平均狀況下，排序 n 個(gè)項(xiàng)目要 Ο(nlogn) 次比較。在最壞狀況下則需要 Ο(n2) 次比較，但這種狀況并不常見。事實(shí)上，快速排序通常明顯比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因?yàn)樗膬?nèi)部循環(huán)（inner loop）可以在大部分的架構(gòu)上很有效率地被實(shí)現(xiàn)出來。

（1）算法步驟

1. 從數(shù)列中挑出一個(gè)元素，稱為 “基準(zhǔn)”（pivot）;

2. 重新排序數(shù)列，所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面，所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面（相同的數(shù)可以到任一邊）。在這個(gè)分區(qū)退出之后，該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個(gè)稱為分區(qū)（partition）操作；

3. 遞歸地（recursive）把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序；

遞歸的最底部情形，是數(shù)列的大小是零或一，也就是永遠(yuǎn)都已經(jīng)被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個(gè)算法總會(huì)退出，因?yàn)樵诿看蔚牡╥teration）中，它至少會(huì)把一個(gè)元素?cái)[到它最后的位置去。

（2）動(dòng)圖演示

（3）C語言代碼實(shí)現(xiàn)如下：

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

/*
快速排序算法學(xué)習(xí)
*/

void swap(int *a, int *b)
{
    int temp;
    temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

void quickSort(int arr[] ,int start, int end)
{
    int arrBase, arrMiddle;

    int tempStart = start,
        tempEnd = end;

    //對于這種遞歸的函數(shù)，內(nèi)部必須要有一個(gè)函數(shù)返回的條件
    if(tempStart >= tempEnd)
        return;

    //拷貝一個(gè)基準(zhǔn)值作為后面比較的參數(shù)
    arrBase = arr[start];
    while(start < end)
    {
        while(start < end && arr[end] > arrBase)
            end--;
        if(start < end)
        {
            swap(&arr[start], &arr[end]);
            start++;
        }

        while(start < end && arr[start] < arrBase)
            start++;
        if(start < end)
        {
            swap(&arr[start], &arr[end]);
            end--;
        }
    }
    arr[start] = arrBase;
    arrMiddle = start;

    //分治方法進(jìn)行遞歸
    quickSort(arr,tempStart,arrMiddle-1);
    quickSort(arr,arrMiddle+1,tempEnd);
}

int main()
{
    int myArr[] = {12,13,15,20,0,-1,-10,100};

    int arrLength = sizeof(myArr)/sizeof(int);
    quickSort(myArr,0,arrLength-1);

    for(int i = 0; i<arrLength; i++)
        printf("%5d",myArr[i]);
    return 0;
}

如果我們編譯并運(yùn)行上述程序，那么它應(yīng)該產(chǎn)生以下結(jié)果：

-10   -1    0   12   13   15   20  100