深入解析快速排序算法——带你剖析快排源码文章

2024-12-28 06:30:09

快速排序（Quick Sort）是一种非常高效的排序算法，它的平均时间复杂度为O(nlogn)，在许多实际应用中表现优异。本文将深入解析快速排序算法的原理，并通过具体的源码实现，帮助你更好地理解这一经典算法。

一、快速排序算法原理

快速排序是一种分而治之的算法，其基本思想是：

1.选择一个基准值（pivot），将数组分为两个子数组，其中一个子数组的所有元素都比基准值小，另一个子数组的所有元素都比基准值大。 2.递归地对这两个子数组进行快速排序。 3.合并两个有序子数组，得到最终排序结果。

快速排序算法的关键在于选择合适的基准值，以及如何有效地对子数组进行递归排序。

二、快排源码实现

以下是一个使用C语言实现的快速排序算法的源码示例：

`c

include <stdio.h>

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

// 快速排序的分区函数 int partition(int arr[], int low, int high) { int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准值 int i = (low - 1); // i是小于基准值的元素的索引

for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
    // 如果当前元素小于或等于基准值
    if (arr[j] <= pivot) {
        i++; // 将小于基准值的元素移到左边
        swap(&arr[i], &arr[j]);
    }
}
swap(&arr[i + 1], &arr[high]); // 将基准值放到正确的位置
return (i + 1);

}

// 快速排序函数 void quickSort(int arr[], int low, int high) { if (low < high) { // pi是分区索引，arr[pi]现在位于正确的位置 int pi = partition(arr, low, high);

    // 递归地对左右两个子数组进行排序
    quickSort(arr, low, pi - 1);
    quickSort(arr, pi + 1, high);
}

}

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

// 主函数 int main() { int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5}; int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]); quickSort(arr, 0, n - 1); printf("Sorted array: \n"); printArray(arr, n); return 0; } `

三、源码解析

1.swap 函数：用于交换两个元素的值。 2.partition 函数：选择数组的最后一个元素作为基准值，通过遍历数组，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，最后将基准值放到正确的位置，并返回基准值的索引。 3.quickSort 函数：递归地对数组进行快速排序。首先调用 partition 函数对数组进行分区，然后递归地对左右两个子数组进行排序。 4.printArray 函数：用于打印数组。 5.main 函数：创建一个待排序的数组，调用 quickSort 函数进行排序，并打印排序后的数组。

四、总结