C#快速排序详解

使用快速排序法对一列数字进行排序的过程

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。

步骤为：

1. 从数列中挑出一个元素，称为 "基准"（pivot），
2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆放在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分割结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分割（partition）操作。
3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个演算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

C#算法实现

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

namespace 快速排序    //***对相同元素, 不稳定的排序算法***
{
    //相对来说，快速排序数值越大速度越快 。  快速排序是所有排序里面最快的

    class Program
    {
        static void Main(string[] args)
        {
            int[] arr = { 15, 22, 35, 9, 16, 33, 15, 23, 68, 1, 33, 25, 14 }; //待排序数组
            QuickSort(arr, 0, arr.Length - 1);  //调用快速排序函数。传值(要排序数组，基准值位置，数组长度)

            //控制台遍历输出
            Console.WriteLine("排序后的数列：");
            foreach (int item in arr)
                Console.WriteLine(item);
        }

        private static void QuickSort(int[] arr, int begin, int end)
        {
            if (begin >= end) return;   //两个指针重合就返回，结束调用
            int pivotIndex = QuickSort_Once(arr, begin, end);  //会得到一个基准值下标

            QuickSort(arr, begin, pivotIndex - 1);  //对基准的左端进行排序  递归
            QuickSort(arr, pivotIndex + 1, end);   //对基准的右端进行排序  递归
        }

        private static int QuickSort_Once(int[] arr, int begin, int end)
        {
            int pivot = arr[begin];   //将首元素作为基准
            int i = begin;
            int j = end;
            while (i < j)
            {
                //从右到左，寻找第一个小于基准pivot的元素
                while (arr[j] >= pivot && i < j) j--; //指针向前移
                arr[i] = arr[j];  //执行到此，j已指向从右端起第一个小于基准pivot的元素，执行替换

                //从左到右，寻找首个大于基准pivot的元素
                while (arr[i] <= pivot && i < j) i++; //指针向后移
                arr[j] = arr[i];  //执行到此,i已指向从左端起首个大于基准pivot的元素，执行替换
            }

            //退出while循环,执行至此，必定是 i= j的情况（最后两个指针会碰头）
            //i(或j)所指向的既是基准位置，定位该趟的基准并将该基准位置返回
            arr[i] = pivot;
            return i;
        }

    }
}