数据结构与算法03(python实现)__快速排序

快速排序（英语：Quicksort），又称划分交换排序（partition-exchange sort），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。

步骤为：

1. 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），
2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

递归的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

def quick_sort(li, start, end):
    # start：指明排序的列表的起始下标
    # end：指明排序的列表的结束下标
    '''
        快速排序
        找一个基准，使得左边的都比它小，右边的都比它大
        再对上一步的左右边，分别找其的基准，使得它满足左边的比它小，右边的比它大
        递归上面的步骤
        最终达到，每个元素所处的位置，就是他正确排序后对应的index(下标)
    '''
    # 补充：递归的终止条件
    if start >= end:
        return

    # 假定的基准
    mid = li[start]
    # 开始让两边进行移动操作
    # 需要两个游标
    left = start
    right = end

    # 只有左游标小于右游标，重复下面的分别移动
    while left < right:
        # 先移动右侧
        while left < right and li[right] > mid:
            right -= 1  # 不断左移
        # 设置值，把这个值，设置给左边
        li[left] = li[right]

        # 移动左边
        while left < right and li[left] < mid:
            left += 1
        # 设置值
        li[right] = li[left]

    # 退出循环的时候，表示找到了中间位置
    li[left] = mid  # 找到了mid的正确位置

    # 递归
    quick_sort(li, start, left-1)  # 这里不能切片，传的都是同一个列表对象
    quick_sort(li, left+1, end)


if __name__ == '__main__':
    li = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
    print(li)
    quick_sort(li, 0, len(li)-1)
    print(li)