交换排序之“快速排序”（C++实现）

快速排序（quick sort）是冒泡排序改进而来的，基本思想是在待排序的n个元素中，取第一个元素作为基准，将该元素放在适当的位置，将这个数据序列分为两部分，到这里称为一趟排序。此时基准数左边的数都比它小，基准数右边的数都比大。接下来便用同样的方法分别对左右两边的数据进行排序，直到序列中没有元素或只有一个元素。

快速排序每趟仅将一个元素归位。

接下来看一趟划分的代码，原理就是设置两个指示器i和j分别指向序列的第一个和最后一个元素。先是j从右往左扫描，当扫描到比基数小的元素就将该元素赋值到i指向的元素。然后便拍到i从左往右扫，当扫描到比基数大的元素就将该元素赋值给j指向的元素。如此循环直到i和j相遇，便将基数赋值给两个指针同时指向的这个元素。此时便是一趟排序完成。

一趟划分

int partition(int R[], int s, int t)//一趟划分
{
    int i = s, j = t;
    int tmp = R[i];//以第一个数为基准
    while (i<j)//两端交替向中间扫描，直到i=j为止
    {
        while (j>i&&R[j]>=tmp)//从右向左扫描
        {
            j--;
        }
        R[i] = R[j];//右边扫描结束

        while (i<j&&R[i]<=tmp)
        {
            i++;
        }
        R[j] = R[i];//左边扫描结束
    }
    R[i] = tmp;
        //输出每趟划分后的序列
    for (int i = 0; i <= 6; i++)
    {
        cout << R[i]<<"  ";
    }
    cout << endl;

    return i;
}

快读排序其实是一个递归的过程，递归出口为当序列中没有元素或只有一个元素。下面的代码便是递归先对左区间序列进行排序，再对右区间序列进行排序。

递归调用

void QuickSort(int R[], int s, int t)
{
    int i;
    if (s < t)//区间内至少存在两个元素的情况
    {
        i = partition(R, s, t);
        QuickSort(R, s, i - 1);//对左区间递归排序，二趟排序
        QuickSort(R, i + 1, t);//对右区间递归排序，三趟排序
    }
}

最后我们可以随便给一个数组进行排序测试

int main()
{
    int R[] = { 6,10,10,3,7,1,8 };
    QuickSort(R, 0, 6);//后面两个参数为下标
    return 0;
}

完整代码如下

#include <iostream>
using namespace std;

int partition(int R[], int s, int t)//一趟划分
{
    int i = s, j = t;
    int tmp = R[i];//以第一个数为基准
    while (i<j)//两端交替向中间扫描，直到i=j为止
    {
        while (j>i&&R[j]>=tmp)//从右向左扫描
        {
            j--;
        }
        R[i] = R[j];//右边扫描结束

        while (i<j&&R[i]<=tmp)
        {
            i++;
        }
        R[j] = R[i];//左边扫描结束
    }
    R[i] = tmp;
        //输出每趟划分后的序列
    for (int i = 0; i <= 6; i++)
    {
        cout << R[i]<<"  ";
    }
    cout << endl;

    return i;
}

void QuickSort(int R[], int s, int t)
{
    int i;
    if (s < t)//区间内至少存在两个元素的情况
    {
        i = partition(R, s, t);
        QuickSort(R, s, i - 1);//对左区间递归排序，二趟排序
        QuickSort(R, i + 1, t);//对右区间递归排序，三趟排序
    }
}

int main()
{
    int R[] = { 6,10,10,3,7,1,8 };
    QuickSort(R, 0, 6);//后面两个参数为下标
    return 0;
}

最终输出采用快速排序后4趟排序结果

image.png