排序算法——快速排序（高速排序）的代码解读

此笔记仅作本人学习、复习与思考用。（代码参考网络）

规定arr[] = {49, 38, 65, 97, 76, 13, 27}

算法步骤：

1，选择基点，规定基点 = index（通常选择数组第一个数）

2，设置left，right（left代表数组最左即arr[0]，right代表数组最右即arr[arr.Length - 1]，设置left和right是为了向后向前遍历比较和基点的大小）

3，arr[left] 和 index进行比较，如果arr[left] 大于 index 则放到后面 否则left++ 一直往后找直到找到大于index的值 arr[right] 和 index 进行比较 ，如果arr[right] 小于 index 则放到前面 否则right-- 一直往前找直到找到小于index的值（这样规定的原因取决于这个数组是采取降序排序还是升序排序，现在介绍的升序排序）

4，将设置的基点index 放入当前的数组中间

5，重复 2 ，3，4 步骤直到 left == right

代码示例：

using System;
using System.Collections.Generic;
using System.Linq;
using System.Text;
using System.Threading.Tasks;

namespace 排序__高速排序
{
    class Program
    {
        public static int[] s = { 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27 };
        static void Main(string[] args)
        {
            FastSort(s, 0, s.Length - 1);
            Console.ReadKey();
        }
       
        private static int SortUnit(int []arr,int left,int right)
        {
            int i = left, j = right;
            int index = arr[left];
            while(left<right)
            {
                while (left < right && arr[right] > index) right--;
                arr[left] = arr[right];
                while (left < right && arr[left] <= index) left++;      // 　　修改
                arr[right] = arr[left];
                
            }
            arr[left] = index;
            foreach (var item in arr)
            {
                Console.Write("{0}       ", item);
            }
            Console.Write("
");
            return left;
        }

        public static void FastSort(int []s,int left,int right)
        {
            if (left >= right) return;
            int index = SortUnit(s, left, right);
            FastSort(s, left, index - 1);
            FastSort(s, index + 1, right);
        }
    }
}

完成排序的片段：

private static int SortUnit(int []arr,int left,int right)
        {
            int i = left, j = right;
            int index = arr[left];
            while(left<right)           //  @1
            {
                while (left < right && arr[right] > index) right--;
                arr[left] = arr[right];
                while (left < right && arr[left] < index) left++;
                arr[right] = arr[left];
                
            }
            arr[left] = index;                           // @2
            foreach (var item in arr)
            {
                Console.Write("{0}       ", item);
            }
            Console.Write("
");
            return left;            //@4
        }

        public static void FastSort(int []s,int left,int right)   //@5
        {
            if (left >= right) return;
            int index = SortUnit(s, left, right);
            FastSort(s, left, index - 1);
            FastSort(s, index + 1, right);
        }

代码解读：

@1 ：该循环是将该数组进行一次排序，排序方式（此处说升序）是 首先从后往前找如果碰到小于index就放到前面，如果不存在这样的数，那么直到left和right相同则停止遍历，从前往后的比较也一样（此处说明一下为什么是先从后往前比较而不是先从前往后比较，这个和选择基点index有关系，因为该例子选择的是数组的第一个元素作为基点index，所以在比较后交换的时候，index就有了保存而不是被覆盖掉，如果要先从前往后比较，那么选择的基点就必须是最后一个元素，这样在arr[right] = arr[left] 赋值的时候，就不会覆盖掉arr[right]原先的值，因为已经被保存）

@2：比较且置换完毕之后，选择将基点作为该数组的中间值，且因为此时left = right 所以 直接返回 left 以便为了切割数组（快速排序是通过分治法即递归来完成排序的，所以需要将原先的数组一分为二，左半边数组重复排序步骤，右半边数组重复排序步骤，直到最终被切割成每个数组的元素只有1个时排序结束）

@5：递归结束条件就是left = right 即 该数组的长度为1 即 原数组切割完毕，index 表示使的原数组进行一次排序，获得@4的值 更好的重复递归步骤

PS：这个算法是比较不稳定的，据说有优化的方法，可以使得该方法出现最坏的情况的几率下降，最坏情况是指时间复杂度为O（n²）的情况，有空再研究

后期优化：在代码标注修改处，从原来的 < 修改成现在的 <= ，原因是当需要排序的数组出现相同的数字的时候，可能会出现死循环的情况的！