【C++信息學(xué)奧賽培訓】數據排序之快速排序(QuickSort)詳解以及實例解析

一、快速排序算法介紹：

快速排序(QuickSort)是排除穩定性因素後(hòu)最常用的排序。

快速排序是由東尼·霍爾所發(fā)展的一種(zhǒng)排序算法。在平均狀況下，排序 n 個項目要 Ο(nlogn) 次比較。在最壞狀況下則需要 Ο(n2) 次比較，但這(zhè)種(zhǒng)狀況并不常見。事(shì)實上，快速排序通常明顯比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因爲它的内部循環(inner loop)可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略來把一個串行(list)分爲兩(liǎng)個子串行(sub-lists)。快速排序又是一種(zhǒng)分而治之思想在排序算法上的典型應用。本質上來看，快速排序應該算是在冒泡排序基礎上的遞歸分治法。

快速排序的名字起(qǐ)的是簡單粗暴，因爲一聽到這(zhè)個名字你就(jiù)知道(dào)它存在的意義，就(jiù)是快，而且效率高！它是處理大數據最快的排序算法之一了。雖然 Worst Case 的時(shí)間複雜度達到了 O(n2)，但是人家就(jiù)是優秀，在大多數情況下都(dōu)比平均時(shí)間複雜度爲 O(n logn) 的排序算法表現要更好(hǎo)。

快速排序的最壞運行情況是 O(n2)，比如說(shuō)順序數列的快排。但它的平攤期望時(shí)間是 O(nlogn)，且 O(nlogn) 記号中隐含的常數因子很小，比複雜度穩定等于 O(nlogn) 的歸并排序要小很多。所以，對(duì)絕大多數順序性較弱的随機數列而言，快速排序總是優于歸并排序。

二、快速排序算法步驟：

1.從數列中挑出一個元素作爲基準(pivot)。

2.重新排列數列，把所有的比基準小的數放在基準前面(miàn)，反之放在後(hòu)面(miàn)(一樣大的數可放到任意一邊)完成(chéng)操作後(hòu)基準就(jiù)處在分區的中間位置。這(zhè)個稱爲分區(partition)操作。

3.通過(guò)遞歸(recursive)調用把小于基準元素和大于基準元素的子序列進(jìn)行排序。

三、快速排序算法可視化演示：

六、快速排序算法實例解析（信息學(xué)奧賽一本通例題）