CPP-基础：快速排序

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。

它的基本思想是：通过一趟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部分的所有数据都要小，然后再按此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。

算法过程：设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，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，这个过程称为一趟快速排序。一趟快速排序的算法是： 

　　1）设置两个变量I、J，排序开始的时候：I=1，J=N-1；

　　2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即 X=A[0]；

　　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，让该值与X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，让该值与X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） int 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 )

　　此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一躺快速排序，那么经过一趟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如图6所示：

　　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 {27 38 13} 经第三步和第四步交换后变成 {13 27 38} 完成排序。

　　{76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成 {65 76 97} 完成排序。

 

递归的算法的退出条件是前面后面的比较基准值都是前面或后面 没有的比较了就可以了

下面是具体的C++算法实现：

#include<iostream>  
using namespace std;   
  
void fast_sort(int *ptr, int begin, int end);  
  
int main()  
{  
    int array[10] = {11, 25, 11, 4, 88, 2, 108, 3, 2, 21};  
    fast_sort(array, 0, 9);  
  
    //输出显示代码  
    for(int i = 0; i < 10; i++)  
    {  
        cout << array[i] << "  ";  
    }  
    cout<<endl;  
    return 0;  
}  
  
void fast_sort(int *ptr, int begin, int end)  
{  
    int temp = *(ptr + begin);//设置初始比较基准数据  
    int i = begin + 1, j = end, curPosition = begin;//定义开头和结尾的I j  
    bool direction = false;  
    while(i <= j)  
    {  
        if(direction)  
        {  
            if(*(ptr + i) < temp)//如果当前数据小于基准数据 那么换位置 改当前位置  
            {  
                *(ptr + curPosition) = *(ptr + i);  
                curPosition = i;  
                direction = false;  
            }  
            i++;  
        }else//先从后到前比较数据  
        {  
            if(*(ptr + j) > temp)//如果最后一个大于基准 那么最后一个数据赋值给当前基准数据的那个位置 调整基准数据的位置  
            {  
                *(ptr + curPosition) = *(ptr + j);//  
                curPosition = j;  
                direction = true;  
            }  
            j--;  
        }  
    }       
  
    *(ptr + curPosition) = temp;     
    if(curPosition - begin > 1)//前面小的比较  
        fast_sort(ptr, begin, curPosition - 1);  
    if(end - curPosition > 1)//后面大的比较  
        fast_sort(ptr, curPosition + 1, end);   
}