快速排序算法究竟有多快？

Posted 2021-05-02 多米学算法

前言

概念介绍

• 快速排序算法是对冒泡排序算法的一种改进

• 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，然后再按照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

原理讲解

我们以[2 17 17 24 34 41]这个序列为例说明快速排序算法的实现原理

1. 未开始排序算法之前，此时效果如下图

   
   

   

2. 准备开始排序之前，我们取序列最左边的元素24所在位置为low指针，取序列最右边元素41所在位置为high指针。并取序列最右边元素24为基准值。此时效果如下图

   
   

   

3. 刚开始时，我们将high指针从右往左移动，寻找小于基准值24的元素。当找到第一个小于基准值的元素19时，此时效果如下图

   
   

   

   将high指针所指的元素和low指针所指的元素交换位置。此时效果如下图

   
   

   

4. 再从low指针从左往右移动，寻找大于基准值24的元素。当找到第一个大于基准值的元素34时，此时效果如下图

   
   

   

   将high指针所指的元素和low指针所指的元素交换位置。此时效果如下图

   
   

   

5. 此时low指针和high指针并未重合，说明整个序列并未遍历一遍。我们继续将high指针从右往左移动，寻找小于基准值24的元素，当再次找到第一个小于基准值的元素2时，此时效果如下图

   
   

   

   将high指针所指的元素和low指针所指的元素交换位置。此时效果如下图

   
   

   

6. 经过上述步骤，low指针和high指针重合，序列完成第一次遍历。此时整个序列以[2 17 17 24 34 41]拆分成左子序列以[19 17 2]和右子序列以[24 34 41]，效果如下图

   
   

   

7. 将左子序列[19 17 2]和右子序列[24 34 41]分别进行快速排序过程，直至整个序列排序完成，此时效果如下图

   
   

时间复杂度

• 最优情况下，快速排序算法时间复杂度为O(N*logN)

• 一般情况下，快速排序算法时间复杂度为O(N*logN)

• 最差情况下，快速排序算法时间复杂度为O(N^2)

空间复杂度

• 最优情况下，快速排序算法空间复杂度为O(logN)

• 最差情况下，快速排序算法空间复杂度为O(N)。此时快速排序算法退化为冒泡排序算法

算法优缺点

• 优点：速度快，效率高

• 缺点：不稳定

效果展示

说明

• 我的CSDN：多米学算法

• 本文仅仅展示该算法的效果，方便大家直观的理解。为了不增加大家理解的负担，故没有展示代码。如果您对代码感兴趣，可以进入我的CSDN免费下载源码。

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