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python实现【快速排序】(QuickSort)


python实现【快速排序】(QuickSort)

算法原理及介绍

快速排序的基本思想:通过选择一个关键字,一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分数据均比选取的关键字小,而另一部分数据均比关键字大,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为较小和较大的2个子序列,然后递归地排序两个子序列

算法过程描述

快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

  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. 递归排序子序列:​​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。

注:递归到最底部的判断条件是数列的大小是零或一,此时该数列显然已经有序。
选取基准值有数种具体方法,此选取方法对排序的时间性能有决定性影响。

算法排序图解如下

python实现【快速排序】(QuickSort)_python

python实现代码

def partition(nums, low, high):
# 进行分区操作,选取第一个值为基准
pivot = nums[low]
i = low
j = high
while i < j:
# j是从右向左走,如果值大于pivot则位置保持不变,j左移
while i < j and nums[j] >= pivot:
j -= 1
# 不满足上述条件时,nums[j]<pivot,应该放在左边,所以将i位置赋值为j
# 此时j位置空出
nums[i] = nums[j]
# I是从左向右走,如果值小于pivot则位置保持不变,i右移
while i < j and nums[i] < pivot:
i += 1
# 不满足上述条件时,nums[i]>=pivot,应该放在右边,所以将h位置赋值为i
# 此时j位置空出
nums[j] = nums[i]
# 将pivot的值放到正确的索引位置
nums[i] = pivot
return i

# 快速排序函数
def quickSort(arr, low, high):
# arr[] --> 排序数组
# low --> 起始索引
# high --> 结束索引
if low < high:
pi = partition(arr, low, high) #pi为基准值的正确索引位置
quickSort(arr, low, pi - 1) #递归的排序子序列
quickSort(arr, pi + 1, high) #递归的排序子序列
return arr

想了解其他排序相关算法可以,看作者的​​排序算法专栏​​。

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python实现【快速排序】(QuickSort)_算法_02


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