閱讀目錄

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• 一、快速排序的介紹
• 二、快速排序的原理
• 三、快速排序的步驟
• 四、快速排序的圖解
• 五、快速排序的python代碼實現
• 六、快速排序的C言語代碼實現
• 七、快速排序的時間復雜度
• 八、快速排序的穩定性

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一、快速排序的介紹

　　快速排序（英語：Quicksort），又稱劃分交換排序（partition-exchange sort），通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小，然后再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序，整個排序過程可以遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列。

二、快速排序的原理

從數列中挑出一個元素，稱為"基準"（pivot），

重新排序數列，所有元素比基準值小的擺放在基準前面，所有元素比基準值大的擺在基準的后面（相同的數可以到任一邊）。在這個分區結束之后，該基準就處于數列的中間位置。這個稱為分區（partition）操作。

遞歸（recursive）把小于基準值元素的子數列和大于基準值元素的子數列排序。

遞歸的最底部情形，是數列的大小是零或一，也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個算法總會結束，因為在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。

三、快速排序的步驟

設置兩個變量i、j，排序開始的時候：i=0，j=N-1；

以第一個數組元素作為關鍵數據，賦值給key，即key=A[0]；

從j開始向前搜索，即由后開始向前搜索(j--)，找到第一個小于key的值A[j]，將A[j]和A[i]的值交換；

從i開始向后搜索，即由前開始向后搜索(i++)，找到第一個大于key的A[i]，將A[i]和A[j]的值交換；

重復第3、4步，直到i=j； (3,4步中，沒找到符合條件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的時候改變j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到為止。找到符合條件的值，進行交換的時候i， j指針位置不變。另外，i==j這一過程一定正好是i+或j-完成的時候，此時令循環結束）。

四、快速排序的圖解

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五、快速排序的python代碼實現

def quick_sort(alist,start,end):# 遞歸的推出條件，遞歸一定要有出口if start>=end:return# 設置起始元素為要尋找為準的基準元素k = alist[start]# 設置變量i記錄從左到右的查找i = start# 設置變量j記錄從右到左的查找j = end# i<j說明還沒有i和j還沒有碰面，需要繼續比較while i<j:# i<j,并且此時的數據要是都比k的話（從右到左比較）while i<j and alist[j]>=k:# j就遞減，一直往前找，j -= 1# 出了while循環就說明找到需要交換的數據了temp = alist[j]alist[j] = alist[i]alist[i] = temp# i<j 并且此時的數據要是都比k小的話（從左右到比較）while i<j and alist[i]<=k:# i就遞增，一直往后找i += 1# 出了while循環就說明找到需要交換的數據了temp = alist[j]alist[j] = alist[i]alist[i] = temp# 然后對左邊的數據使用遞歸繼續排序quick_sort(alist,start,i-1)# 然后對右邊的數據使用遞歸繼續排序quick_sort(alist,i+1,end)#創建一個數組 numlist = [6,1,2,7,9,5,4,3,10,8] print("排序前：%s"%numlist) quick_sort(numlist,0,len(numlist)-1) print("排序后：%s"%numlist)

運行結果為：

排序前：[6, 1, 2, 7, 9, 5, 4, 3, 10, 8] 排序后：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

六、快速排序的C言語代碼實現

#include <stdio.h>// 創建快速排序函數 void quick_sort(int arr[],int start,int end) {// 遞歸的推出條件，遞歸一定要有出口if (start>=end){return;}// 設置起始元素為要尋找為準的基準元素int k = arr[start];// 設置變量i記錄從左到右的查找int i = start;// 設置變量j記錄從右到左的查找int j = end;// i<j說明還沒有i和j還沒有碰面，需要繼續比較while (i<j){// i<j,并且此時的數據要是都比k的話（從右到左比較）while (i<j&&arr[j]>=k){// # j就遞減，一直往前找，j--;}// 出了while循環就說明找到需要交換的數據了int temp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;// i<j 并且此時的數據要是都比k小的話（從左右到比較）while (i<j&&arr[i]<=k){// i就遞增，一直往后找i++;}// 出了while循環就說明找到需要交換的數據了temp = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;}// 然后對左邊的數據使用遞歸繼續排序quick_sort(arr, start, i-1);// 然后對右邊的數據使用遞歸繼續排序quick_sort(arr, i+1, end); }int main(int argc, const char * argv[]) {// 快速排序的函數聲明void quick_sort(int arr[],int start,int end);// 創建需要排序的數組int array[] = {6,1,2,7,9,5,4,3,10,8};// 調用快速排序quick_sort(array, 0, 9);// 打印驗證for (int i=0; i<10; i++){printf("%d ",array[i]);}return 0; }

運行結果為：

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

七、快速排序的時間復雜度

• 最優時間復雜度：O(nlogn)
• 最壞時間復雜度：O(n2)

八、快速排序的穩定性

　　快速排序不是一種穩定的排序算法，也就是說，多個相同的值的相對位置也許會在算法結束時產生變動。

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侯哥語錄：我曾經是一個職業教育者，現在是一個自由開發者。我希望我的分享可以和更多人一起進步。分享一段我喜歡的話給大家："我所理解的自由不是想干什么就干什么，而是想不干什么就不干什么。當你還沒有能力說不得時候，就努力讓自己變得強大，擁有說不得權利。"

來源：https://www.cnblogs.com/Se7eN-HOU/p/11080596.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的python算法与数据结构-快速排序算法(36)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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