有沒有既不浪費(fèi)空間又可以快一點(diǎn)的排序算法呢?那就是“快速排序”啦!光聽這個(gè)名字是不是就覺得很高端呢。
假設(shè)我們現(xiàn)在對(duì)“6 ?1 ?2 7 ?9 ?3 ?4 ?5 10 ?8”這個(gè)10個(gè)數(shù)進(jìn)行排序。首先在這個(gè)序列中隨便找一個(gè)數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)(不要被這個(gè)名詞嚇到了,就是一個(gè)用來(lái)參照的數(shù),待會(huì)你就知道它用來(lái)做啥的了)。為了方便,就讓第一個(gè)數(shù)6作為基準(zhǔn)數(shù)吧。接下來(lái),需要將這個(gè)序列中所有比基準(zhǔn)數(shù)大的數(shù)放在6的右邊,比基準(zhǔn)數(shù)小的數(shù)放在6的左邊,類似下面這種排列:
3 ?1 ?2 5 ?4 ?6 ?9 7 ?10 ?8
在初始狀態(tài)下,數(shù)字6在序列的第1位。我們的目標(biāo)是將6挪到序列中間的某個(gè)位置,假設(shè)這個(gè)位置是k?,F(xiàn)在就需要尋找這個(gè)k,并且以第k位為分界點(diǎn),左邊的數(shù)都小于等于6,右邊的數(shù)都大于等于6。想一想,你有辦法可以做到這點(diǎn)嗎?
排序算法顯神威
方法其實(shí)很簡(jiǎn)單:分別從初始序列“6 ?1 ?2 7 ?9 ?3 ?4 ?5 10 ?8”兩端開始“探測(cè)”。先從右往左找一個(gè)小于6的數(shù),再?gòu)淖笸艺乙粋€(gè)大于6的數(shù),然后交換他們。這里可以用兩個(gè)變量i和j,分別指向序列最左邊和最右邊。我們?yōu)檫@兩個(gè)變量起個(gè)好聽的名字“哨兵i”和“哨兵j”。剛開始的時(shí)候讓哨兵i指向序列的最左邊(即i=1),指向數(shù)字6。讓哨兵j指向序列的最右邊(即=10),指向數(shù)字。

首先哨兵j開始出動(dòng)。因?yàn)榇颂幵O(shè)置的基準(zhǔn)數(shù)是最左邊的數(shù),所以需要讓哨兵j先出動(dòng),這一點(diǎn)非常重要(請(qǐng)自己想一想為什么)。哨兵j一步一步地向左挪動(dòng)(即j--),直到找到一個(gè)小于6的數(shù)停下來(lái)。接下來(lái)哨兵i再一步一步向右挪動(dòng)(即i++),直到找到一個(gè)數(shù)大于6的數(shù)停下來(lái)。最后哨兵j停在了數(shù)字5面前,哨兵i停在了數(shù)字7面前。


現(xiàn)在交換哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交換之后的序列如下:
6 ?1 ?2 ?5 ?9 3 ?4 ?7 ?10 ?8


到此,第一次交換結(jié)束。接下來(lái)開始哨兵j繼續(xù)向左挪動(dòng)(再友情提醒,每次必須是哨兵j先出發(fā))。他發(fā)現(xiàn)了4(比基準(zhǔn)數(shù)6要小,滿足要求)之后停了下來(lái)。哨兵i也繼續(xù)向右挪動(dòng)的,他發(fā)現(xiàn)了9(比基準(zhǔn)數(shù)6要大,滿足要求)之后停了下來(lái)。此時(shí)再次進(jìn)行交換,交換之后的序列如下:
6 ?1 ?2 5 ?4 ?3 ?9 ?7 10 ?8
第二次交換結(jié)束,“探測(cè)”繼續(xù)。哨兵j繼續(xù)向左挪動(dòng),他發(fā)現(xiàn)了3(比基準(zhǔn)數(shù)6要小,滿足要求)之后又停了下來(lái)。哨兵i繼續(xù)向右移動(dòng),糟啦!此時(shí)哨兵i和哨兵j相遇了,哨兵i和哨兵j都走到3面前。說明此時(shí)“探測(cè)”結(jié)束。我們將基準(zhǔn)數(shù)6和3進(jìn)行交換。交換之后的序列如下:
3 ?1 2 ?5 ?4 ?6 ?9 7 ?10 ?8



到此第一輪“探測(cè)”真正結(jié)束。此時(shí)以基準(zhǔn)數(shù)6為分界點(diǎn),6左邊的數(shù)都小于等于6,6右邊的數(shù)都大于等于6?;仡櫼幌聞偛诺倪^程,其實(shí)哨兵j的使命就是要找小于基準(zhǔn)數(shù)的數(shù),而哨兵i的使命就是要找大于基準(zhǔn)數(shù)的數(shù),直到i和j碰頭為止。
OK,解釋完畢?,F(xiàn)在基準(zhǔn)數(shù)6已經(jīng)歸位,它正好處在序列的第6位。此時(shí)我們已經(jīng)將原來(lái)的序列,以6為分界點(diǎn)拆分成了兩個(gè)序列,左邊的序列是“3 ?1 2 ?5 ?4”,右邊的序列是“9 ?7 ?10 ?8”。接下來(lái)還需要分別處理這兩個(gè)序列。因?yàn)?左邊和右邊的序列目前都還是很混亂的。不過不要緊,我們已經(jīng)掌握了方法,接下來(lái)只要模擬剛才的方法分別處理6左邊和右邊的序列即可?,F(xiàn)在先來(lái)處理6左邊的序列現(xiàn)吧。
左邊的序列是“3 ?1 ?2 5 ?4”。請(qǐng)將這個(gè)序列以3為基準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整,使得3左邊的數(shù)都小于等于3,3右邊的數(shù)都大于等于3。好了開始動(dòng)筆吧
如果你模擬的沒有錯(cuò),調(diào)整完畢之后的序列的順序應(yīng)該是:
2 ?1 ?3 ?5 ?4
OK,現(xiàn)在3已經(jīng)歸位。接下來(lái)需要處理3左邊的序列“2 1”和右邊的序列“5 4”。對(duì)序列“2 1”以2為基準(zhǔn)數(shù)進(jìn)行調(diào)整,處理完畢之后的序列為“1 2”,到此2已經(jīng)歸位。序列“1”只有一個(gè)數(shù),也不需要進(jìn)行任何處理。至此我們對(duì)序列“2 1”已全部處理完畢,得到序列是“1 2”。序列“5 4”的處理也仿照此方法,最后得到的序列如下:
1 ?2 ?3 4 ?5 ?6 9 ?7 ?10 ?8
對(duì)于序列“9 ?7 ?10 ?8”也模擬剛才的過程,直到不可拆分出新的子序列為止。最終將會(huì)得到這樣的序列,如下
1 ?2 ?3 4 ?5 ?6 ?7 ?8 9 ?10
到此,排序完全結(jié)束。細(xì)心的同學(xué)可能已經(jīng)發(fā)現(xiàn),快速排序的每一輪處理其實(shí)就是將這一輪的基準(zhǔn)數(shù)歸位,直到所有的數(shù)都?xì)w位為止,排序就結(jié)束了。下面上個(gè)霸氣的圖來(lái)描述下整個(gè)算法的處理過程。

總結(jié)起來(lái)快速排序分為以下幾個(gè)步驟:
1、選基數(shù)
2、分組
3、小于基數(shù)的在基數(shù)前面,大于基數(shù)的在基數(shù)后面
4、迭代,直到分組的數(shù)據(jù)只有一個(gè)
來(lái)自http://developer.51cto.com/art/201403/430986.htm