快速排序(QuickSort)

1.思想
    快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是：通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一不部分的所有数据都要小，然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

2.过程
    假设要排序的数组是A[1]……A[N]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。一躺快速排序的算法是：

   1)设置两个变量I、J，排序开始的时候I：=1，J：=N；
   2)以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X：=A[1]；
   3)从J开始向前搜索，即由后开始向前搜索（J：=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换；
   4)从I开始向后搜索，即由前开始向后搜索（I：=I+1），找到第一个大于X的值，两者交换；
   5)重复第3、4步，直到I=J；

   例如：待排序的数组A的值分别是：（初始关键数据X：=49）

                   A[1]     A[2]     A[3]     A[4]     A[5]      A[6]     A[7]：
                    49        38       65       97       76       13        27
进行第一次交换后：  27        38       65       97       76       13        49
                       ( 按照算法的第三步从后面开始找 )
进行第二次交换后：  27        38       49       97       76       13        65
                      ( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65>49,两者交换，此时I：=3 )
进行第三次交换后：  27        38       13       97       76       49        65
                    ( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找 )
进行第四次交换后：  27        38       13       49       76       97        65
                    ( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值，97>49,两者交换，此时J：=4 )

此时再执行第三步骤时候就发现I=J，从而结束一躺快速排序，那么经过一躺快速排序之后的结果是：
                    27        38       13       49       76       97        65
即所以大于49的数全部在49的后面，所以小于49的数全部在49的前面。

      快速排序就是递归调用此过程---在以49为中点分割这个数据序列，分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序，从而完成全部数据序列的快速排序，最后把此数据序列变成一个有序的序列，根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程

初始状态                        {49     38     65     97     76     13     27}   
进行一次快速排序之后划分为      {27     38     13}     49   {76     97     65}
分别对前后两部分进行快速排序    {13}    27    {38}
                                结束         结束    {49    65}    76    {97}
                                                    49   {65}         结束
                                                        结束

1) 设有N（假设N=10）个数，存放在S数组中；
2) 在S[1。。N]中任取一个元素作为比较基准，例如取T=S[1]，起目的就是在定出T应在排序结果中的位置K，这个K的位置在：S[1。。K-1]<=S[K]<=S[K+1..N]，即在S[K]以前的数都小于S[K]，在S[K]以后的数都大于S[K]；
3) 利用分治思想（即大化小的策略）可进一步对S[1。。K-1]和S[K+1。。N]两组数据再进行快速排序直到分组对象只有一个数据为止。

如具体数据如下，那么第一躺快速排序的过程是：

数组下标： 1      2      3      4      5      6      7      8      9      10
           45     36     18     53     72     30     48     93     15      36
（1）      36     36     18     53     72     30     48     93     15      45
（2）      36     36     18     45     72     30     48     93     15      53
（3）      36     36     18     15     72     30     48     93     45      53
（4）      36     36     18     15     45     30     48     93     72      53
（5）      36     36     18     15     30     45     48     93     72      53

通过一躺排序将45放到应该放的位置K，这里K=6，那么再对S[1。。5]和S[6。。10]分别进行快速排序。

一般来说，冒泡法是程序员最先接触的排序方法，它的优点是原理简单，编程实现容易，但它的缺点就是--程序的大忌--速度太慢。下面我介绍一个理解上简单但编程实现上不是太容易的排序方法，我不知道它是不是现有排序方法中最快的，但它是我见过的最快的。排序同样的数组，它所需的时间只有冒泡法的 4% 左右。我暂时称它为“快速排序法”。

3.实现

void quickSort(int arr[], int left, int right)
{
    int i, j, tmp;

    i = left;
    j = right;
    tmp = arr[left];

    if (left > right)
        return;

    while (i != j)
    {
        while (arr[j] >= tmp && j > i)
            j--;
        if (j > i)
            arr[i++] = arr[j];

        while (arr[i] <= tmp && j > i)
            i++;
        if (j > i)
            arr[j--] = arr[i];
    }

    arr[i] = tmp;
    quickSort(arr, left, i - 1); // 递归左边
    quickSort(arr, i+1, right); // 递归右边
}

4.C89标准在中定义了抽象数据类型的快速排序函数 qsort(3)

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

static int cmp(const void *a, const void *b)
{
    return *(int *)a - *(int *)b;
}

int main()
{
    int arr[10]={5, 3, 7, 4, 1, 9, 8, 6, 2};

    qsort(arr, 10, sizeof(int), cmp);

    return 0;
}