每天一道面试题（1）：快速排序

目录

0. 快速排序设计思想

1. 源码及测试结果

2. 面试注意事项

3. 小结

 0. 快速排序设计思想

快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一种划分交换排序。它采用了一种分治的策略，通常称其为分治法(Divide-and-ConquerMethod)。
该方法的基本思想是：
1．先从数列中取出一个数作为基准数。
2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。
3．再对左右区间重复（1，2），直到各区间只有一个数。

 1. 源码及测试结果

1.1 源码如下：

#include <cstdio>
#include <cstdlib>
#include <cstring>

template <typename T>
void swap(T &x, T &y) {
  T temp;
  temp = x;
  x = y;
  y = temp;
}

// quick_sort 调用 place 保证 left<right
int place(int *a, const int left, const int right) {
  int select = left;
  int i = select + 1;
  int j = right;

  // 基准数将整个数列分成左右两个区间
  while (true) {
    for (; i < j && a[i] < a[select]; ++i);
    // 注意 select < j 确保后面的 swap(a[select], a[j]); 正确
    // 即对 1,2 这种情况也正确
    for (; select < j && a[j] > a[select]; --j);
    if (i < j) {
      swap(a[i], a[j]);
    } else {
      break;
    }
  }
  // 将基准数放到指定位置
  swap(a[select], a[j]);

  // 基准数位置
  return j;
}

// 分治法实现快速排序
void quick_sort(int *a, const int left, const int right) {
  // 注意：left < right 必须加上
  if(left < right) {
    int mid = place(a, left, right);
    quick_sort(a, left, mid-1);
    quick_sort(a, mid+1, right);
  }
}

// 测试用例
int main(int argc, char** argv) {
  int a[10] = {3,2,5,1,7,8,6,9,4,0};
  int end = atoi(argv[1]);

  printf("before: ");
  for(int i = 0; i <= end; ++i) {
    printf("%d ", a[i]);
  }
  printf("
");

  quick_sort(a, 0, end);

  printf("after: ");
  for(int i = 0; i <= end; ++i) {
    printf("%d ", a[i]);
  }
  printf("
");

  return 0;
}

1.2 测试结果如下：

 2. 面试注意事项

（1） 考查代码实现一般注重代码的正确性，即一般情况和极值情况下算法都正确

（2） 在测试时，至少要测试数组大小为1,2,3三种情况

（3） 以非递归的形式改写该算法

（4） 快速排序算法复杂度：O(nlogn)， 是不稳定的排序算法（即3a,3b,3c,可能得出3b,3c,3a的结果）

 3. 小结

快速排序是面试中经常出现的算法题。一般面试官会要求在纸上写代码，所以我们平常不要漠视常见算法的实现，因为这能考查编程基本功。