深入剖析快排算法：带你解读快排源码的精髓文章

2024-12-28 06:30:08

一、引言

快速排序（Quick Sort）是一种非常高效的排序算法，由东尼·霍尔（Tony Hoare）于1960年提出。它采用分治策略，通过递归将大问题分解为小问题，然后对小问题进行排序，最终合并结果。由于其优异的性能，快速排序在各类编程竞赛和实际应用中都非常受欢迎。本文将深入剖析快速排序算法，并结合源码带你解读其精髓。

二、快排算法原理

1.选择基准值

快速排序算法的第一步是选择一个基准值（pivot），这个基准值用来将数组划分为两个子数组，一个包含小于基准值的元素，另一个包含大于基准值的元素。

2.分区操作

将数组划分为两个子数组的操作称为分区（partition）。具体来说，从数组的两端开始，分别向中间遍历，将小于基准值的元素移到左边，大于基准值的元素移到右边。

3.递归排序

将数组划分为两个子数组后，对这两个子数组分别进行快速排序，直到每个子数组只有一个元素或为空。

三、快排源码解析

下面是快速排序算法的C语言实现：

`c

include <stdio.h>

// 交换两个元素 void swap(int a, int b) { int temp = a; a = b; b = temp; }

// 快速排序函数 void quickSort(int arr[], int left, int right) { if (left >= right) return; // 递归终止条件

int pivot = arr[left]; // 选择基准值
int i = left, j = right;
while (i < j) {
    // 从右向左找第一个小于基准值的元素
    while (i < j && arr[j] >= pivot) {
        j--;
    }
    arr[i] = arr[j]; // 将找到的元素移到左边
    // 从左向右找第一个大于基准值的元素
    while (i < j && arr[i] <= pivot) {
        i++;
    }
    arr[j] = arr[i]; // 将找到的元素移到右边
}
arr[i] = pivot; // 将基准值放到中间
// 递归排序左右子数组
quickSort(arr, left, i - 1);
quickSort(arr, i + 1, right);

}

// 打印数组 void printArray(int arr[], int size) { for (int i = 0; i < size; i++) { printf("%d ", arr[i]); } printf("\n"); }

// 主函数 int main() { int arr[] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

printf("原始数组：\n");
printArray(arr, n);
quickSort(arr, 0, n - 1);
printf("排序后的数组：\n");
printArray(arr, n);
return 0;

} `

1.swap 函数：用于交换两个元素的值。

2.quickSort 函数：实现快速排序的核心。首先判断递归终止条件，然后选择基准值，进行分区操作，最后递归排序左右子数组。

3.printArray 函数：用于打印数组。

4.main 函数：测试快速排序算法。创建一个示例数组，调用 quickSort 函数对其进行排序，最后打印排序后的数组。

四、总结