假設(shè)我們現(xiàn)在對(duì)“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”這個(gè)10個(gè)數(shù)進(jìn)行排序。首先在這個(gè)序列中隨便找一個(gè)數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)（不要被這個(gè)名詞嚇到了废菱，就是一個(gè)用來參照的數(shù)技矮，待會(huì)你就知道它用來做啥的了）。為了方便殊轴，就讓第一個(gè)數(shù)6作為基準(zhǔn)數(shù)吧衰倦。接下來，需要將這個(gè)序列中所有比基準(zhǔn)數(shù)大的數(shù)放在6的右邊旁理，比基準(zhǔn)數(shù)小的數(shù)放在6的左邊耿币，類似下面這種排列。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
在初始狀態(tài)下韧拒，數(shù)字6在序列的第1位淹接。我們的目標(biāo)是將6挪到序列中間的某個(gè)位置，假設(shè)這個(gè)位置是k∨岩纾現(xiàn)在就需要尋找這個(gè)k塑悼，并且以第k位為分界點(diǎn)，左邊的數(shù)都小于等于6楷掉，右邊的數(shù)都大于等于6厢蒜。想一想，你有辦法可以做到這點(diǎn)嗎烹植？
給你一個(gè)提示吧斑鸦。請(qǐng)回憶一下冒泡排序，是如何通過“交換”草雕，一步步讓每個(gè)數(shù)歸位的巷屿。此時(shí)你也可以通過“交換”的方法來達(dá)到目的。具體是如何一步步交換呢墩虹？怎樣交換才既方便又節(jié)省時(shí)間呢嘱巾？先別急著往下看，拿出筆來诫钓，在紙上畫畫看旬昭。我高中時(shí)第一次學(xué)習(xí)冒泡排序算法的時(shí)候，就覺得冒泡排序很浪費(fèi)時(shí)間菌湃，每次都只能對(duì)相鄰的兩個(gè)數(shù)進(jìn)行比較问拘，這顯然太不合理了。于是我就想了一個(gè)辦法，后來才知道原來這就是“快速排序”骤坐，請(qǐng)?jiān)试S我小小的自戀一下(o)绪杏。
方法其實(shí)很簡(jiǎn)單：分別從初始序列“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”兩端開始“探測(cè)”。先從右往左找一個(gè)小于6的數(shù)或油，再?gòu)淖笸艺乙粋€(gè)大于6的數(shù)，然后交換他們驰唬。這里可以用兩個(gè)變量i和j顶岸，分別指向序列最左邊和最右邊。我們?yōu)檫@兩個(gè)變量起個(gè)好聽的名字“哨兵i”和“哨兵j”叫编。剛開始的時(shí)候讓哨兵i指向序列的最左邊（即i=1）辖佣，指向數(shù)字6。讓哨兵j指向序列的最右邊（即j=10）搓逾，指向數(shù)字8卷谈。.
首先哨兵j開始出動(dòng)。因?yàn)榇颂幵O(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)是最左邊的數(shù)霞篡，所以需要讓哨兵j先出動(dòng)世蔗，這一點(diǎn)非常重要（請(qǐng)自己想一想為什么）。哨兵j一步一步地向左挪動(dòng)（即j--）朗兵，直到找到一個(gè)小于6的數(shù)停下來污淋。接下來哨兵i再一步一步向右挪動(dòng)（即i++），直到找到一個(gè)數(shù)大于6的數(shù)停下來余掖。最后哨兵j停在了數(shù)字5面前寸爆，哨兵i停在了數(shù)字7面前。
.
現(xiàn)在交換哨兵i和哨兵j所指向的元素的值盐欺。交換之后的序列如下赁豆。
6 1 2 5 9 3 4 7 10 8
到此，第一次交換結(jié)束冗美。接下來開始哨兵j繼續(xù)向左挪動(dòng)（再友情提醒魔种，每次必須是哨兵j先出發(fā)）。他發(fā)現(xiàn)了4（比基準(zhǔn)數(shù)6要小粉洼，滿足要求）之后停了下來务嫡。哨兵i也繼續(xù)向右挪動(dòng)的，他發(fā)現(xiàn)了9（比基準(zhǔn)數(shù)6要大漆改，滿足要求）之后停了下來心铃。此時(shí)再次進(jìn)行交換，交換之后的序列如下挫剑。
6 1 2 5 4 3 9 7 10 8
第二次交換結(jié)束去扣，“探測(cè)”繼續(xù)。哨兵j繼續(xù)向左挪動(dòng)，他發(fā)現(xiàn)了3（比基準(zhǔn)數(shù)6要小愉棱，滿足要求）之后又停了下來唆铐。哨兵i繼續(xù)向右移動(dòng)，糟啦奔滑！此時(shí)哨兵i和哨兵j相遇了艾岂，哨兵i和哨兵j都走到3面前。說明此時(shí)“探測(cè)”結(jié)束朋其。我們將基準(zhǔn)數(shù)6和3進(jìn)行交換王浴。交換之后的序列如下。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
到此第一輪“探測(cè)”真正結(jié)束梅猿。此時(shí)以基準(zhǔn)數(shù)6為分界點(diǎn)氓辣，6左邊的數(shù)都小于等于6，6右邊的數(shù)都大于等于6袱蚓〕ィ回顧一下剛才的過程，其實(shí)哨兵j的使命就是要找小于基準(zhǔn)數(shù)的數(shù)喇潘，而哨兵i的使命就是要找大于基準(zhǔn)數(shù)的數(shù)体斩，直到i和j碰頭為止。
OK颖低，解釋完畢∷段穑現(xiàn)在基準(zhǔn)數(shù)6已經(jīng)歸位，它正好處在序列的第6位枫甲。此時(shí)我們已經(jīng)將原來的序列源武，以6為分界點(diǎn)拆分成了兩個(gè)序列，左邊的序列是“3 1 2 5 4”想幻，右邊的序列是“9 7 10 8”粱栖。接下來還需要分別處理這兩個(gè)序列。因?yàn)?左邊和右邊的序列目前都還是很混亂的脏毯。不過不要緊闹究，我們已經(jīng)掌握了方法，接下來只要模擬剛才的方法分別處理6左邊和右邊的序列即可∈车辏現(xiàn)在先來處理6左邊的序列現(xiàn)吧渣淤。
左邊的序列是“3 1 2 5 4”。請(qǐng)將這個(gè)序列以3為基準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整吉嫩，使得3左邊的數(shù)都小于等于3价认，3右邊的數(shù)都大于等于3。好了開始動(dòng)筆吧自娩。
如果你模擬的沒有錯(cuò)用踩，調(diào)整完畢之后的序列的順序應(yīng)該是。
2 1 3 5 4
OK，現(xiàn)在3已經(jīng)歸位脐彩。接下來需要處理3左邊的序列“2 1”和右邊的序列“5 4”碎乃。對(duì)序列“2 1”以2為基準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整，處理完畢之后的序列為“1 2”惠奸，到此2已經(jīng)歸位梅誓。序列“1”只有一個(gè)數(shù)，也不需要進(jìn)行任何處理佛南。至此我們對(duì)序列“2 1”已全部處理完畢梗掰，得到序列是“1 2”。序列“5 4”的處理也仿照此方法共虑，最后得到的序列如下愧怜。
1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
對(duì)于序列“9 7 10 8”也模擬剛才的過程呀页，直到不可拆分出新的子序列為止妈拌。最終將會(huì)得到這樣的序列，如下蓬蝶。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
到此尘分，排序完全結(jié)束。細(xì)心的同學(xué)可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn)丸氛，快速排序的每一輪處理其實(shí)就是將這一輪的基準(zhǔn)數(shù)歸位培愁，直到所有的數(shù)都?xì)w位為止，排序就結(jié)束了缓窜。下面上個(gè)霸氣的圖來描述下整個(gè)算法的處理過程定续。
快速排序之所比較快，因?yàn)橄啾让芭菖判蚝檀福看谓粨Q是跳躍式的私股。每次排序的時(shí)候設(shè)置一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)，將小于等于基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)全部放到基準(zhǔn)點(diǎn)的左邊恩掷，將大于等于基準(zhǔn)點(diǎn)的數(shù)全部放到基準(zhǔn)點(diǎn)的右邊倡鲸。這樣在每次交換的時(shí)候就不會(huì)像冒泡排序一樣每次只能在相鄰的數(shù)之間進(jìn)行交換，交換的距離就大的多了黄娘。因此總的比較和交換次數(shù)就少了峭状，速度自然就提高了。當(dāng)然在最壞的情況下逼争，仍可能是相鄰的兩個(gè)數(shù)進(jìn)行了交換优床。因此快速排序的最差時(shí)間復(fù)雜度和冒泡排序是一樣的都是O(N2)，它的平均時(shí)間復(fù)雜度為O(NlogN)誓焦。其實(shí)快速排序是基于一種叫做“二分”的思想羔巢。我們后面還會(huì)遇到“二分”思想，到時(shí)候再聊。先上代碼竿秆，如下启摄。
#include <stdio.h>
int a[101],n;//定義全局變量，這兩個(gè)變量需要在子函數(shù)中使用
void quicksort(int left,int right)
{
int i,j,t,temp;
if(left>right)
return;
temp=a[left]; //temp中存的就是基準(zhǔn)數(shù)
i=left;
j=right;
while(i!=j)
{
//順序很重要幽钢，要先從右邊開始找
while(a[j]>=temp && i<j)
j--;
//再找右邊的
while(a[i]<=temp && i<j)
i++;
//交換兩個(gè)數(shù)在數(shù)組中的位置
if(i<j)
{
t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}
//最終將基準(zhǔn)數(shù)歸位
a[left]=a[i];
a[i]=temp;
quicksort(left,i-1);//繼續(xù)處理左邊的歉备，這里是一個(gè)遞歸的過程
quicksort(i+1,right);//繼續(xù)處理右邊的 ，這里是一個(gè)遞歸的過程
}
int main()
{
int i,j,t;
//讀入數(shù)據(jù)
scanf("%d",&n);
for(i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&a[i]);
quicksort(1,n); //快速排序調(diào)用
//輸出排序后的結(jié)果
for(i=1;i<=n;i++)
printf("%d ",a[i]);
getchar();getchar();
return 0;
}
可以輸入以下數(shù)據(jù)進(jìn)行驗(yàn)證
1061279345108
運(yùn)行結(jié)果是
12345678910
下面是程序執(zhí)行過程中數(shù)組a的變化過程匪燕，帶下劃線的數(shù)表示的已歸位的基準(zhǔn)數(shù)蕾羊。
1 2 7 9 3 4 5 10 8
1 2 5 4 6 9 7 10 8
1 3 5 4 6 9 7 10 8
2 3 5 4 6 9 7 10 8
2 3 5 4 6 9 7 10 8
2 3 4 5 6 9 7 10 8
2 3 4 5 6 9 7 10 8
2 3 4 5 6 8 7 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
2 3 4 5 6 7 8 9 10
快速排序由 C. A. R. Hoare（東尼霍爾，Charles Antony Richard Hoare）在1960年提出帽驯，之后又有許多人做了進(jìn)一步的優(yōu)化龟再。如果你對(duì)快速排序感興趣可以去看看東尼霍爾1962年在Computer Journal發(fā)表的論文“Quicksort”以及《算法導(dǎo)論》的第七章∧岜洌快速排序算法僅僅是東尼霍爾在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域才能的第一次顯露利凑，后來他受到了老板的賞識(shí)和重用，公司希望他為新機(jī)器設(shè)計(jì)一個(gè)新的高級(jí)語言嫌术。你要知道當(dāng)時(shí)還沒有PASCAL或者C語言這些高級(jí)的東東哀澈。后來東尼霍爾參加了由Edsger Wybe Dijkstra（1972年圖靈獎(jiǎng)得主，這個(gè)大神我們后面還會(huì)遇到的到時(shí)候再細(xì)聊）舉辦的“ALGOL 60”培訓(xùn)班度气，他覺得自己與其沒有把握去設(shè)計(jì)一個(gè)新的語言割按，還不如對(duì)現(xiàn)有的“ALGOL 60”進(jìn)行改進(jìn)，使之能在公司的新機(jī)器上使用磷籍。于是他便設(shè)計(jì)了“ALGOL 60”的一個(gè)子集版本适荣。這個(gè)版本在執(zhí)行效率和可靠性上都在當(dāng)時(shí)“ALGOL 60”的各種版本中首屈一指，因此東尼霍爾受到了國(guó)際學(xué)術(shù)界的重視院领。后來他在“ALGOL X”的設(shè)計(jì)中還發(fā)明了大家熟知的“case”語句弛矛，后來也被各種高級(jí)語言廣泛采用，比如PASCAL栅盲、C汪诉、Java語言等等。當(dāng)然谈秫，東尼霍爾在計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的貢獻(xiàn)還有很多很多扒寄，他在1980年獲得了圖靈獎(jiǎng)。
