快速排序

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n²)次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略来把一个串行（list）分为两个子串行（sub-lists）。

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）。在这个分区退出之后，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。

   // 参考白话经典算法之快速排序的思想
   #include <stdio.h>
   
   // 起始点作为基准点
   int Partition(int *a, int baseIndex, int nHigh)
   {
       if ((NULL == a) || (baseIndex < 0) || (baseIndex > nHigh))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return -1;
       }
   
       int nTemp = a[baseIndex];
       int i = baseIndex;
       int j = nHigh;
   
       while (i < j)
       {
           while ((i <j) && (a[j] > nTemp))
           {
               --j;
           }
   
           if (i < j)
           {
               a[i++] = a[j];
           }
   
           while ((i < j) && (a[i] <= nTemp))
           {
               ++i;
           }
   
           if (i < j)
           {
               a[j--] = a[i];
           }
       }
   
       a[i] = nTemp;
   
       return i;
   }
   
   void QuickSort(int *a, int nLow, int nHigh)
   {
       if ((NULL == a) || (nLow < 0))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       if (nLow < nHigh)
       {
           // 将数组分成两部分
           int nDiv = Partition (a, nLow, nHigh);
   
           if (-1 != nDiv)
           {
               // 递归左边
               QuickSort (a, nLow, nDiv - 1);
   
               // 递归右边
               QuickSort (a, nDiv + 1, nHigh);
           }
       }
   }
   
   // 简化代码
   void QuickSort1(int *a, int nLow, int nHigh)
   {
       if ((NULL == a) || (nLow < 0))
       {
           printf ("Invalid Parameter(s)!\n");
           return;
       }
   
       if (nLow < nHigh)
       {
           int nTemp = a[nLow];
           int i = nLow;
           int j = nHigh;
   
           while (i < j)
           {
               while ((i <j) && (a[j] > nTemp))
               {
                   --j;
               }
   
               if (i < j)
               {
                   a[i++] = a[j];
               }
   
               while ((i < j) && (a[i] <= nTemp))
               {
                   ++i;
               }
   
               if (i < j)
               {
                   a[j--] = a[i];
               }
           }
   
           a[i] = nTemp;
   
           QuickSort1 (a, nLow, i - 1);
   
           QuickSort1 (a, i + 1, nHigh);
       }
   }
   
   int main(void)
   {
       int a1[9] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
       int a2[9] = {9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1};
   
       QuickSort (a1, 0, 8);
   
       QuickSort1 (a2, 0, 8);
   
       for (int i = 0; i < 9; ++i)
       {
           printf ("%d ", a1[i]);
       }
   
       printf ("\n");
   
       for (int i = 0; i < 9; ++i)
       {
           printf ("%d ", a2[i]);
       }
   
       printf ("\n");
   
       return 0;
   }