经典排序算法——快速排序-CFANZ编程社区

经典排序算法——快速排序

1 快速排序的思想

快速排序的基本思想是：通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另—部分记录的关键字小，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的目的。

2 快速排序的实现

/* 交换顺序表L中子表的记录，使枢轴记录到位，并返回其所在位置 */
/* 此时在它之前(后)的记录均不大(小)于它。 */
int Partition(SqList *L,int low,int high)
{ 
  int pivotkey;

  pivotkey=L->r[low]; /* 用子表的第一个记录作枢轴记录 */
  while(low<high) /*  从表的两端交替地向中间扫描 */
  { 
     while(low<high&&L->r[high]>=pivotkey)
      high--;
     swap(L,low,high);/* 将比枢轴记录小的记录交换到低端 */
     while(low<high&&L->r[low]<=pivotkey)
      low++;
     swap(L,low,high);/* 将比枢轴记录大的记录交换到高端 */
  }
  return low; /* 返回枢轴所在位置 */
}

/* 对顺序表L中的子序列L->r[low..high]作快速排序 */
void QSort(SqList *L,int low,int high)
{ 
  int pivot;
  if(low<high)
  {
      pivot=Partition(L,low,high); /*  将L->r[low..high]一分为二，算出枢轴值pivot */
      QSort(L,low,pivot-1);    /*  对低子表递归排序 */
      QSort(L,pivot+1,high);    /*  对高子表递归排序 */
  }
}

/* 对顺序表L作快速排序 */
void QuickSort(SqList *L)
{ 
  QSort(L,1,L->length);
}

Partiotion()函数要做的，就是先选取一个当中的一个关键字，想尽办法将它放到一个位置，使得左边的值都比它小，右边的值比它大，称这样的关键字称为枢轴(pivot)。

3 快速排序的执行流程

假设我们要排序的序列为{50,10,90,30,70,40,80,60,20}，执行流程如下：

程序开始执行，此时low=1，high=L->length=9。第4行，我们将L.row[low]=L.r[1]=50赋值给枢轴变量pivotkey，如图所示。

经典排序算法——快速排序_快速排序

第5-13行为while循环，目前low=1<high=9，执行内部语句。
第7行，L.r[high]=L.r[9]=20不大于pivitkey=50，因此不执行第8行。
第9行，交换L.r[low]与L.r[high]的值，使得L.r[1]=20，L.r[9]=50，如图所示。

经典排序算法——快速排序_快速排序_02

第10行，当L.r[low]=L.r[1]=20, pivotkey＝50，L.r[low]＜pivotkey，因此第11行，low++,此时low＝2。继续循环，L.r[2]=10<50，low++，此时low＝3。L.r[3]=90＞50，退出循环。
第12行，交换L.r[low]＝L.r[3]与L.r[high]＝L.r[9]的值，使得L.r[3]＝50，L.r[9]＝90。此对相当于将一个比50大的值90交换到了50的右边。注意此时low已经指向了3，如下图所示。

经典排序算法——快速排序_sql_03

继续第5行,因为low＝3＜high＝9，执行循环体。
第7行吗，当L.r[high]＝L.r[9]＝90， pivotkey＝50，L.r[high]＞pivotkey，因此第8行，high-，此时high=8。继续循环，L.r[8]＝60＞50, high-，此时high＝7。L.r[7]＝80>50，high-，此时high＝6。L.r[6]＝40＜50，退出循环。
第9行，交换L.r[low]＝L.r[3]＝50与L.r[high]＝L.r[6]＝40的值，使得L.r[3]＝40,L.r[6]＝50,如下图所示。

经典排序算法——快速排序_快速排序_04

第10行，当L.r[low]＝L.r[3]＝40， pivotkey＝50, L.r［low]＜pivotkey，因此第11行, low++，此时low＝4。继续循环L.r[4]＝30＜50，low++，此时low＝5。L.r[5]＝70＞50，退出循环。
12行，交换L.r[low]＝L.r[5]＝70与L.r[high]＝L.r[6]＝50的值，使得L.r[5]＝50，L.r[6]＝70，如图所示。

经典排序算法——快速排序_快速排序_05