2. 快速排序 Quicksort
Posted 落叶归根的猪
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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了2. 快速排序 Quicksort相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
快速排序是一种交换排序，它由C. A. R. Hoare在1962年提出。快速排序(quick sort)的采用了分而治之(divide and conquer)的策略：将原问题分解为若干个规模更小但结构与原问题相似的子问题。递归地解这些子问题，然后将这些子问题的解组合为原问题的解。
1. 算法思想
快速排序的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分：分割点左边都是比它小的数，右边都是比它大的数。
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。
动态效果示意图：
详细的图解往往比大堆的文字更有说明力，所以直接上图：
上图中，演示了快速排序的处理过程：
初始状态为一组无序的数组：2、4、5、1、3。
经过以上操作步骤后，完成了第一次的排序，得到新的数组：1、2、5、4、3。
新的数组中，以2为分割点，左边都是比2小的数，右边都是比2大的数。
因为2已经在数组中找到了合适的位置，所以不用再动。
2左边的数组只有一个元素1，所以显然不用再排序，位置也被确定。（注：这种情况时，left指针和right指针显然是重合的。因此在代码中，我们可以通过设置判定条件left必须小于right，如果不满足，则不用不用不用不不用不用不用不用不用用不用排序了）。
而对于2右边的数组5、4、3，设置left指向5，right指向3，开始继续重复图中的一、二、三、四步骤，对新的数组进行排序。
快排的工作过程其实比较简单，三步走：
a. 选择基准值 pivot 将数组分成两个子数组：小于基准值的元素和大于基准值的元素。这个过程称之为 partition
b. 对这两个子数组进行快速排序。
c. 合并结果,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。
2. 代码+结果
3. 算法分析
3.1 快速排序算法的性能
3.2 时间复杂度
当数据有序时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，前一个子序列为空，此时执行效率最差。
而当数据随机分布时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，两个子序列的元素个数接近相等，此时执行效率最好。
所以，数据越随机分布时，快速排序性能越好；数据越接近有序，快速排序性能越差。
3.3 时间复杂度
快速排序在每次分割的过程中，需要 1 个空间存储基准值。而快速排序的大概需要 logN次的分割处理，所以占用空间也是 logN 个。
3.4 算法稳定性
在快速排序中，相等元素可能会因为分区而交换顺序，所以它是不稳定的算法。
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