快速排序通過一趟排序?qū)⒋判蛄蟹指畛瑟毩⒌膬刹糠?,其中一部分序列的關鍵字均比另一部分序列的關鍵字小,則可分別對這兩部分序列繼續(xù)進行排序,以達到整個序列有序的目的。
快速排序的基本思想是采用分治法(Divide and Conquer)來將一個數(shù)組排序。它選擇一個元素作為“基準”(pivot),通過一趟排序?qū)⒋判虻臄?shù)據(jù)分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比基準小,另一部分的所有數(shù)據(jù)都比基準大,然后再按此方法對這兩部分數(shù)據(jù)分別進行快速排序,整個排序過程可以遞歸進行,以此達到整個數(shù)據(jù)變成有序序列。
快速排序詳細的執(zhí)行步驟如下:
從序列中挑出一個元素,稱為 “基準”(pivot);
重新排序序列,所有比基準值小的元素擺放在基準前面,所有比基準值大的元素擺在基準的后面(相同的數(shù)可以到任一邊)。在這個分區(qū)退出之后,該基準就處于序列的中間位置。這個稱為分區(qū)(partition)操作;
遞歸地(recursive)把小于基準值元素的子序列和大于基準值元素的子序列排序。
算法圖解

問題解疑
快速排序可以怎樣選擇基準值?
第一種方式:固定位置選擇基準值;在整個序列已經(jīng)趨于有序的情況下,效率很低。
第二種方式:隨機選取待排序列中任意一個數(shù)作為基準值;當該序列趨于有序時,能夠讓效率提高,但在整個序列數(shù)全部相等的時候,隨機快排的效率依然很低。
第三種方式:從區(qū)間的首、尾、中間,分別取出一個數(shù),然后對比大小,取這 3 個數(shù)的中間值作為基準值;這種方式解決了很多特殊的問題,但對于有很多重復值的序列,效果依然不好。
快速排序有什么好的優(yōu)化方法?
首先,合理選擇基準值,將固定位置選擇基準值改成三點取中法,可以解決很多特殊的情況,實現(xiàn)更快地分區(qū)。
其次,當待排序序列的長度分割到一定大小后,使用插入排序。對于待排序的序列長度很小或基本趨于有序時,插入排序的效率更好。
在排序后,可以將與基準值相等的數(shù)放在一起,在下次分割時可以不考慮這些數(shù)。對于解決重復數(shù)據(jù)較多的情況非常有用。
在實現(xiàn)上,遞歸實現(xiàn)的快速排序在函數(shù)尾部有兩次遞歸操作,可以對其使用尾遞歸優(yōu)化(簡單地說,就是尾位置調(diào)用自身)。