数据结构与算法学习笔记九 --- 快速排序算法

快速排序算法(Quick Sort)

快速排序算法是一种递归排序算法；

其原理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。
简单点理解就是：以序列中的任意一个元素为基准（一般以第一个元素），通过逐个比较后，找到这个基准元素的合适位置（即在基准元素的左边元素都比它小，右边都比它大），这时在将序列分成左右两个部分，在继续上述的操作，直到不能再分为止（只有一个元素），此时排序也就完成。

快速排序过程图
在这里插入图片描述

快速排序算法的python实现

快速排序算法的代码实现最主要的是找到基准元素的位置，然后分成两部分，再用递归的方法，重复实现一样的操作。
代码如下：

def quick_sort(alist, first, last):
    """快速排序"""
	# 参数first,last:指定序列排序的位置起始和终止下标

    # 只有当first小于last时才退出排序，此时元素只有一个。
    if first >= last:
        return alist
    else:
        mid_value = alist[first]
        low = first
        high = last
        while low < high:
            # high 左移
            while low < high and alist[high] >= mid_value:
                    high -= 1
            alist[low] = alist[high]
            # 此时alist[low]的值已经小于或等于mid_value
            # low 右移
            while low < high and alist[low] < mid_value:
                low += 1
            alist[high] = alist[low]
        # 从循环退出时，low等于high
        alist[low] = mid_value

        # 对low左边的列表进行快速排序
        quick_sort(alist, first, low-1)
        # 对low右边的列表进行快速排序
        quick_sort(alist, low+1, last)

或者：

def quick_sort2(alist):
    if len(alist) <= 1:
        return alist
    
    left = list()
    right = list()
    # 以序列中的第一个元素作为基准元素，将序列以基准元素分成两部分
    for elem in alist[1:]:
        if elem <= alist[0]:
            left.append(elem)
        else:
            right.append(elem)
    # 合并时，需要都是list类型，所以需将基准元素变成list类型
    return quick_sort2(left) + [alist[0]] + quick_sort2(right)