排序--之快速排序

当需要排序的元素较多时，排序时间很长，快速排序算法优势很明显。该算法的实现步骤：

首先：在数组中选一个基准数（通常为数组第一个）；

 接着：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；

然后：对于基准数左、右两边的数组，不断重复1和2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）：

具体代码实现：

1、选取数组第一个数23为基准数，存入temp变量中；

2、定义两个指针 left和right，从数组的左右两边界向中间进行遍历，left最开始指向数组的第一个元素，right最开始指向数组的最后一个元素。指针left从左向右移动，指针right 从右向左移动。

3、先移动right指针（自右向左移，值逐渐减小），当right指向的数大于基准数时（应该在基数的右边），略过（不操作），right继续往左（数值减小1）移动，直到遇到小于等于基准数的数arr[right]，将arr[j]填入arr[i]中；

4、再移动left指针，当left 指向的数小于等于基准数时，略过，left 继续往右移动，直到遇到不比基准数小的数arr[left]，将arr[left]填入arr[left]中；再移动left指针，

5、再移动right指针...(轮换移动)，直到left 和right指针相遇，最后将temp（基准数）填入arr[left]中即完成算法的第2个步骤。

6、接下来分别将基准数左边和右边的数组按照以1-5步骤进行聚合，直到每个子集只有一个元素，即排序完成。下图一步一步的示意：

借用：https://blog.csdn.net/elma_tww/article/details/86164674中的图，谢谢原作者。

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make：

 1 testSort:testSort.c quickSort.c ../sortG.c                                              
 2     gcc -g $^ -o $@
 3 PHONY:clean
 4     rm $@

代码quickSort.h：

 1 #ifndef quickSort_h
 2 #define quickSort_h
 3 
 4 #include <stdio.h>
 5 #include <stdlib.h>
 6 
 7 #include "../sortG.h"
 8 
 9 void quickSort(int *arr, int begin, int end);                                           
10 
11 #endif

代码quickSort.c：

 1 //This is c program code!
 2 /* *=+=+=+=+* *** *=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=
 3   * 文档信息: *** :~/sort/quick/quickSort.c
 4   * 版权声明: *** :(魎魍魅魑)MIT
 5   * 联络信箱: *** :guochaoxxl@163.com
 6   * 创建时间: *** :2020年12月02日的上午09:06
 7   * 文档用途: *** :数据结构与算法分析-c语言描述
 8   * 作者信息: *** :guochaoxxl(http://cnblogs.com/guochaoxxl)
 9   * 修订时间: *** :2020年第48周 12月02日 星期三 上午09:06 (第337天)
10   * 文件描述: *** :自行添加
11  * *+=+=+=+=* *** *+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+*/
12 void quickSort(int *arr, int begin, int end){
13     if(begin < end){
14         int tmp = *(arr + begin);
15         int left = begin;
16         int right = end;
17         while(left < right){
18             while(left < right && *(arr + right) > tmp){
19                 right--;
20             }
21             *(arr + left) = *(arr + right);
22             while(left < right && *(arr + left) <= tmp){
23                 left++;
24             }
25             *(arr + right) = *(arr + left);
26         }
27         *(arr + left) = tmp;
28 
29         quickSort(arr, begin, left - 1);
30         quickSort(arr, right + 1, end);
31     }else{
32         return;                                                                         
33     }
34 
35     return;
36 }

代码testSort.c：

 1 //This is c program code!
 2 /* *=+=+=+=+* *** *=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=
 3   * 文档信息: *** :~/testSort.c
 4   * 版权声明: *** :(魎魍魅魑)MIT
 5   * 联络信箱: *** :guochaoxxl@163.com
 6   * 创建时间: *** :2020年11月30日的上午11:12
 7   * 文档用途: *** :数据结构与算法分析-c语言描述
 8   * 作者信息: *** :guochaoxxl(http://cnblogs.com/guochaoxxl)
 9   * 修订时间: *** :2020年第48周 11月30日 星期一 上午11:12 (第335天)
10   * 文件描述: *** :自行添加
11  * *+=+=+=+=* *** *+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+=+*/
12 //#include "bubbleSort.h" 
13 #include "quickSort.h"                                                                  
14 
15 int main(int argc, char **argv)
16 {
17     NArr *nArr = createArr();
18     dispArr((nArr->arr), nArr->size);
19     quickSort(nArr->arr, 0, nArr->size - 1);
20     dispArr((nArr->arr), nArr->size);
21 
22     return 0;
23 }

代码sortG.c：

 1 #include "sortG.h"
 2 
 3 NArr *createArr(){
 4     NArr *nArr = (NArr *)malloc(sizeof(NArr));
 5     //int nArr->size;
 6     printf("Enter the number of items in the list, size(2 <= size <= 20): ");
 7     scanf("%d", &(nArr->size));
 8     nArr->arr = (int *)malloc(sizeof(int) * nArr->size);                                
 9     printf("Enter the %d integers I ( 0 <= I <= 300): ", nArr->size);
10     printf("separated by white space: 
");
11     for(int i = 0; i < nArr->size; i++){
12         scanf("%d", nArr->arr + i);
13     }
14 
15     return nArr;
16 }
17 
18 void dispArr(int *arr, int size){
19     for(int i = 0; i < size; i++){
20         printf("%d	", *(arr + i));
21     }
22     printf("
");
23 
24     return;
25 }
26 
27 void swap(int *var1, int *var2){
28     int tmp = 0;
29     tmp = *var1;
30     *var1 = *var2;
31     *var2 = tmp;
32 
33     return;
34 }

测试结果：

testSort 
Enter the number of items in the list, size(2 <= size <= 20): 12
Enter the 12 integers I ( 0 <= I <= 300): separated by white space: 
23
45
17
11
15
89
72
26
3
19
10
13
23      45      17      11      15      89      72      26      3       19      10      13
3       10      11      13      15      17      19      23      26      45      72      89