十大基础排序 · 四 --- 快速排序（不稳定）挖坑填补法+区间分割法+3种优化方法

1. 分析

/*4. 快速排序（QuickSort）#平均时间复杂度： O(nlogn) #最坏时间复杂度：O(n2) （有序的情况）#空间复杂度：需要一个栈空间，    若每趟排序将记录均匀分割成两个相近的子序列，则栈的最大深度为 向下取整[logn]+1；    若偏向一边， 最坏情况，栈最大深度为n；    在一趟分割后比较分割后的长度，先对短序列排序，则栈最大深度为O(logn);#特点： 快速排序是比较次数最少的排序，当待排数组基本有序时退化为冒泡排序。#基本思想： 快速排序是对冒泡排序的一种改进。    通过一趟排序将待排记录分割成独立两部分，其中一部分记录关键字均比另一部分记录的关键字小。    则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达整个序列有序。实现方法：递归#方法一：挖坑填补法        1. 选取一个标记（第一个点）        2. 从后向前找第一个比标记小的，然后放到 空出来的位置        3. 从前向后遍历，找第一个比标记大的，然后放到空出来的位置        4. 继续从后向前找，重复2        5. 继续从前向后找大的，重复3        6. 直到 前后的 遇到，该位置就是被标记数字的位置；        7. 一趟完成，把数组分为大于标记和小于标记两部分；        8，重复1-7#方法二：区间分割法        1. 取最后一个位置标记，用nSmall标记小区间大小，i 用来遍历数组；        2. 遍历值小于标记值:小区间的下一个不是当前位置，需要交换，否则直接小区间位置+1        3. 如此循环到  标记位置（最后一个元素）        4. 最后一个元素放到 s+1 的位置；优化1：降低小概率事件（最后一个元素就是最大值）        可取“前中后”三个位置的值进行比较，把中间值交换到最后一个元素位置；优化2：减少系统异常（递归带来的问题）        可用 栈+循环 代替递归优化3：元素过少，选择插入排序。*/

2. 源码

int Sort(int *arr, int nLow, int nHigh);int Sort2(int *arr, int nLow, int nHigh);void QuickSort(int*arr, int nLow, int nHigh){    if(arr == NULL || nLow < 0 || nHigh < 0)        {        return ;    }    //递归结束条件    if( nLow >= nHigh)        return ;    int nStandard = Sort(arr, nLow, nHigh);    QuickSort(arr, nLow, nStandard -1);    QuickSort(arr, nStandard+1, nHigh);}//方法1： 挖坑填补法int Sort(int *arr, int nLow, int nHigh){        //1. 选取一个标记（第一个点）        int nMark = arr[nLow];        while(nLow < nHigh)        {            //2. 从后向前找第一个比标记小的，然后放到 空出来的位置            while(nLow < nHigh && arr[nHigh] >= nMark)                nHigh--;            arr[nLow] = arr[nHigh];            //3. 从前向后遍历，找第一个比标记大的，然后放到空出来的位置            while(nLow < nHigh && arr[nLow] < nMark)                nLow++;            arr[nHigh] = arr[nLow];             //4. 继续从后向前找，重复2            //5. 继续从前向后找大的，重复3        }//6. 直到 前后的 遇到，该位置就是被标记数字的位置；        arr[nLow] = nMark;        //7. 一趟完成，把数组分为大于标记和小于标记两部分；        return nLow;}//方法2： 区间分割法int Sort2(int *arr, int nLow, int nHigh){    //1. 取最后一个位置标记，用nSmall标记小区间大小，i 用来遍历数组；    int nMark = arr[nHigh];    int nSmallIndex = nLow-1;    int i;    for(i = nLow; i< nHigh; i++)    {        //2. 遍历值小于标记值:小区间的下一个不是当前位置，需要交换，否则直接小区间位置+1        if(arr[i] < nMark)        {            if(++nSmallIndex != i)            {                arr[i] = arr[nSmallIndex] ^ arr[i];                arr[nSmallIndex] = arr[nSmallIndex] ^ arr[i];                arr[i] = arr[nSmallIndex] ^ arr[i];            }        }        //3. 如此循环到  标记位置（最后一个元素）    }//i = nHigh;    //4. 最后一个元素放到 s+1 的位置；    if(++nSmallIndex != nHigh)    {        arr[nHigh] = arr[nHigh] ^ arr[nSmallIndex];        arr[nSmallIndex] = arr[nHigh] ^ arr[nSmallIndex];        arr[nHigh] = arr[nHigh] ^ arr[nSmallIndex];    }    return nSmallIndex;}