九大排序算法之快速排序

交换排序—快速排序(Quick Sort)

        快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

原理:

        通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,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。

算法详细描述:

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:

  • 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);
  • 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;
  • 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。

动图演示:

代码实现:

def quickSort(arr):
    if len(arr)<=1:return arr
    return quickSort([lt for lt in arr[1:] if lt<arr[0]])+arr[0:1]+\
           quickSort([ge for ge in arr[1:] if ge>=arr[0]])

时间复杂度、空间复杂度及稳定性:

时间复杂度:最优的情况就是每一次取到的元素都刚好平分整个数组,时间复杂度为:O(nlogn),最差的情况就是每一次取到的                                     元素就是数组中最小/最大的,这种情况其实就是冒泡排序,时间复杂度为:O(n^2),故平均时间复杂度也                                                 是:O(nlogn)

空间复杂度:  最优的情况下空间复杂度为O(logn),每一次都平分数组的情况,最差的情况下空间复杂度为O(n)退化为冒泡排序                                       的情况

稳定性:排序过程中移动元素,故快速排序是不稳定的
 

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