【愚公系列】2021年11月 C#版 数据结构与算法解析(交换排序-快速排序)

1、快速排序（Quick Sort）

快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

1.1 算法描述

快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：

• 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
• 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
• 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

1.2 动图演示

1.3 代码实现

/// <summary>
/// 快速排序:是一种用空间换时间的排序方法，时间复杂度最优O(n),最坏O(n^2)，交换次数少速度比冒泡排序快
/// </summary>
public class Program {

    public static void Main(string[] args) {
        int[] array = { 43, 69, 11, 72, 28, 21, 56, 80, 48, 94, 32, 8 };
        QuickSort(array, 0, array.Length - 1);
        ShowArray(array);

        Console.ReadKey();
    }

    private static void ShowArray(int[] array) {
        foreach (var num in array) {
            Console.Write($"{num} ");
        }
        Console.WriteLine();
    }

    public static void QuickSort(int[] array, int left, int right) {
        if (left < right) {
            int i = left, j = right;
            int pivot = array[i];

            while (i < j) {
                while (i < j && array[j] >= pivot) { j--; }
                array[i] = array[j];

                while (i < j && array[i] <= pivot) { i++; }
                array[j] = array[i];
            }

            array[i] = pivot;

            QuickSort(array, left, i - 1);
            QuickSort(array, i + 1, right);
        }
    }

}