快速排序算法

最开始学习编程，遇到排序问题，一般都是用冒泡法，因为冒泡法好理解，代码量少。但是这种算法时间复杂度高，当需要排序的元素较多时，程序运行时间很长，因此产生了快速排序算法。该算法的实现可分为以下几步：

1. 在数组中选一个基准数（通常为数组第一个）；

2. 将数组中小于基准数的数据移到基准数左边，大于基准数的移到右边；

3. 对于基准数左、右两边的数组，不断重复以上两个过程，直到每个子集只有一个元素，即为全部有序。

例如有一需要排序的数组为：23,45,17,11,13,89,72,26,3,17,11,13（从小到大排序）：

选取数组第一个数23为基准数，存入temp变量中，从数组的左右两边界向中间进行遍历，定义两个指针 i 和 j，i 最开始指向数组的第一个元素，j 最开始指向数组的最后一个元素。指针 i 从左向右移动，指针 j 从右向左移动。先移动 j 指针（从右忘左移），当 j 指向的数大于基准数时，略过，j 继续往左移动，直到遇到小于等于基准数的数arr[j]，将arr[j]填入arr[i]中；再移动 i 指针，当 i 指向的数小于等于基准数时，略过，i 继续往右移动，直到遇到不比基准数小的数arr[i]，将arr[i]填入arr[j]中；再移动 i 指针，再移动 j 指针...(轮换移动)，直到 i 和 j 指针相遇，此时将temp（基准数）填入arr[i]中即完成算法的第2个步骤。接下来分别将基准数左边和右边的数组按照以上方法进行聚合，直到每个子集只有一个元素，即排序完成。

可能描述得有些抽象，接下来用图一步一步的示意：

将数组第一个数23赋给temp变量，指针 i 指向数组第一个元素，指针 j 指向数组最后一个元素

从 j 开始遍历（从右往左），遇到13时，因为13<=temp，因此将arr[j]填入arr[i]中，即此时指针 i 指向的数为13；

 再从 i 遍历（从左往右），遇到45时，因为45>temp，因此将arr[i]填入arr[j]中，此时指针 j 指向的数为45；

 继续从 j 遍历，遇到11时，因为11<=temp，因此将arr[j]填入arr[i]中，即此时指针 i 指向的数为11；

从 i 遍历，遇到89时，因为89>temp，因此将arr[i]填入arr[j]中，此时指针 j 指向的数为89；

 从 j 遍历，遇到17时，因为17<=temp，因此将arr[j]填入arr[i]中，即此时指针 i 指向的数为17；

从 i 遍历，遇到72时，因为72>temp，因此将arr[i]填入arr[j]中，此时指针 j 指向的数为72；

从 j 遍历，遇到3时，因为3<=temp，因此将arr[j]填入arr[i]中，即此时指针 i 指向的数为3；

从 i 遍历，遇到26时，因为26>temp，因此将arr[i]填入arr[j]中，此时指针 j 指向的数为26；

 从 j 遍历，和 i 重合；

将 temp（基准数23）填入arr[i]中。

 此时完成算法的第2个步骤，接下来将23左边和右边的子区间分别用以上方法进行排序，直到区间只有一个元素即排序完成。

 代码如下：

// Quick_Sort.cpp : Defines the entry point for the application.
// 快速排序算法
 
#include "stdafx.h"
#include<iostream>
using namespace std;
 
//快速排序算法(从小到大)
//arr:需要排序的数组，begin:需要排序的区间左边界，end:需要排序的区间的右边界
void quickSort(int *arr,int begin,int end)
{
    //如果区间不只一个数
    if(begin < end)
    {
        int temp = arr[begin]; //将区间的第一个数作为基准数
        int i = begin; //从左到右进行查找时的“指针”，指示当前左位置
        int j = end; //从右到左进行查找时的“指针”，指示当前右位置
        //不重复遍历
        while(i < j)
        {
            //当右边的数大于基准数时，略过，继续向左查找
            //不满足条件时跳出循环，此时的j对应的元素是小于基准元素的
            while(i<j && arr[j] > temp)
                j--;
            //将右边小于等于基准元素的数填入右边相应位置
            arr[i] = arr[j];
            //当左边的数小于等于基准数时，略过，继续向右查找
            //(重复的基准元素集合到左区间)
            //不满足条件时跳出循环，此时的i对应的元素是大于等于基准元素的
            while(i<j && arr[i] <= temp)
                i++;
            //将左边大于基准元素的数填入左边相应位置
            arr[j] = arr[i];
        }
        //将基准元素填入相应位置
        arr[i] = temp;
        //此时的i即为基准元素的位置
        //对基准元素的左边子区间进行相似的快速排序
        quickSort(arr,begin,i-1);
        //对基准元素的右边子区间进行相似的快速排序
        quickSort(arr,i+1,end);
    }
    //如果区间只有一个数，则返回
    else
        return;
}
int main()
{
    int num[12] = {23,45,17,11,13,89,72,26,3,17,11,13};
    int n = 12;
    quickSort(num,0,n-1);
    cout << "排序后的数组为：" << endl;
    for(int i=0;i<n;i++)
        cout << num[i] << ' ';
    cout << endl;
    system("pause");
    return 0;
}

运行结果如下：