快速排序

1、算法的原理

举个栗子：

选择分界线为第一个数 (x=3)

任务：(i)指针（红,左）找到大于等于(3)停止，(j)指针(绿，右)找到小于等于(3)的停止。

(1)左指针(i)指向第1个数(3)，右指针(j)指向最后一个数(5)。(Start!)
(2)左指针(i)指向的是数字(3),这是大于等于(3)的（现在是等于），它停止下来。
(3)右指针(j)指向的是数字(5),它是大于(3)的，继续向前，找到倒数第二个数(3),这个是小于等于(3)的（现在是等于），停下来。

(4)然后两个位置的数字进行交换，本例中是两个3，交换不交换是一样的。
(5)两个指针分别向中间移动一位，(i++,j--)。

(6)现在红色指针(i)指向的(1)是小于(3)的，所以继续向后移动。

(7)再看(2)，因为(2)也是满足小于3的，所以指针(i)继续向前移动。发现现在是(3),(3)是大于等于3的，(i)停下来。

(8)再看(j),(j)现在指的是(2),(2)是小于等于3的，(j)指针停下来。

(9)至此，(i,j)两个指针不是相遇，而是已经穿过！！注意，是穿过！这时需要结束本次运算了,不能再交换这两个数，结果就是(j)左边的比(3)小，(j+1)及以上比(3)大。

C++ 代码

#include<iostream>

using namespace std;
const int N = 100010;
int q[N];

void quick_sort(int q[], int l, int r) {
    if (l >= r) return;
    int i = l - 1, j = r + 1, x = q[l + r >> 1];
    while (i < j) {
        do i++; while (q[i] < x);
        do j--; while (q[j] > x);
        if (i < j) swap(q[i], q[j]);
    }
    quick_sort(q, l, j), quick_sort(q, j + 1, r);
}

int main() {
    int n;
    scanf("%d", &n);
    for (int i = 0; i < n; i++) scanf("%d", &q[i]);
    quick_sort(q, 0, n - 1);
    for (int i = 0; i < n; i++) printf("%d ", q[i]);
    return 0;
}

还有从大到小排序的模板(仅仅改两个地方的判断符号)

void quick_sort(int q[], int l, int r)
{
    if(l >= r) return;

    int i = l - 1, j = r + 1, x = q[l + r >> 1];
    while(i < j)
    {
        do i++; while(q[i] > x); // 这里和下面
        do j--; while(q[j] < x); // 这行的判断条件改一下
        if(i < j) swap(q[i], q[j]);
    }
    quick_sort(q, l, j), quick_sort(q, j + 1, r);
}