C语言 快速排序

快速排序简介

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，是对冒泡排序的一种改进。时间复杂度为O(nlogn)。

快速排序的模拟过程可以看链接：QuickSortion

实现过程

为了比较容易地理解插入排序，我们可以列出一组数据，比如：
4, 5, 3, 7
对于快排的理解，建议自己先看快排模拟过程帮组理解

分析以上过程，快速排序算法几个实现要点：
1. 通过两个地址low， high实现函数递归，用于在键断裂后，对剩下的链再进行排序
2. 需要两个for循环，一个用于从 low 到 high 地址的值之间的比较，另一个用于从 high 到 low 地址的值之间的比较
3. 最重要的是，我们需要在键断裂后，对新形成的前后两个值进行比较然后交换彼此的值

代码实现

void quickSort(int *a, const int low, const int high) {
    //在这里，出入的是高地址和低地址，而不是传入length
    if (low < high) {
        int h = high;
        int j;
        for (j = low; j < h; j++) {
            if (a[j] > a[low]) {
                for (h; h > j; h--) { //不选择用 high，而选择h值，这样我们就不会重复用到之前已经验证过比a[j]大的值了
                    if (a[h] < a[low]) {
                        exchange(a, j, h);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        if (a[low] > a[j])
            exchange(a, low, j);
        quickSort(a, h, high);
        quickSort(a, low, j-1);  //需要注意这里，j-1而不是j，由于之前的for循环已经增加1了
    }
}

完整实现：

#include <stdio.h>
void print(const int *a, const int length) {
    int i;
    for (i = 0; i<length; i++) {
        printf("%d ", a[i]);
    }
    putchar('\n');
}

void exchange(int *a, const int i, const int j) {
    int tmp = *(a + i);
    *(a + i) = *(a + j);
    *(a + j) = tmp;
}

void quickSort(int *a, const int low, const int high) {
    if (low < high) {
        int h = high;
        int j;
        for (j = low; j < h; j++) {
            if (a[j] > a[low]) {
                for (h; h > j; h--) {
                    if (a[h] < a[low]) {
                        exchange(a, j, h);
                        break;
                    }
                }
            }
        }
        if (a[low] > a[j])
            exchange(a, low, j);
        print(a + low, high);
        quickSort(a, h, high);
        quickSort(a, low, j-1);
    }
}

void main() {
    const int length = 3;
    int my_array[3] = { 5,4,6};

    quickSort(my_array, 0, length-1);
    print(my_array, length);
}

代码精简

void QuickSort(int a[], const int low, const int high)  {  
    if (low< high){        
        int i = low, j = high, x = a[low];  
            while (i < j){  
            while(i < j && a[j]>= x) // 从右向左找第一个小于x的数  
                    j--;   
                    if(i < j)  
                        a[i++] = a[j];  
            while(i < j && a[i]< x)  // 从左向右找第一个大于等于x的数  
                        i++;   
                    if(i < j)  
                        a[j--] = a[i];  
            }  
            a[i] = x;  
        QuickSort(a, low, i - 1); 
        QuickSort(a, i + 1, high);  
    }  
}