1、什么是快速排序
快速排序（Quick Sort）是一种常用的高效排序算法，属于分治法的典型代表。它的基本思想是选择一个基准元素，通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有元素小于基准，另一部分的所有元素大于基准，然后对这两部分分别递归地进行排序。因为排序是在原有数据上进行的，所以属于"原地排序"。
2、快速排序的基本步骤：
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选择基准元素：从数组中选择一个元素作为基准，通常选择最后一个元素。
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划分阶段：重新排列数组，将小于基准的元素放在基准的左侧，大于基准的元素放在基准的右侧。基准元素的最终位置称为分区点。
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递归排序：对划分得到的两个子数组分别递归地进行快速排序。
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合并阶段：不需要合并步骤，因为排序是原地进行的。
3、快速排序的适用范围和特点：
适用范围：
- 快速排序适用于大规模数据集的排序，尤其是对于数组或列表等数据结构的排序。
- 由于其平均时间复杂度为O(n log n)，在大多数情况下，它比其他O(n log n)的排序算法更快。
特点：
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高效性：在平均情况下，快速排序的性能非常好，其平均时间复杂度为O(n log n)。这比许多其他排序算法都要快。
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原地排序：快速排序是一种原地排序算法，不需要额外的内存空间。
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不稳定性：在排序的过程中，元素的相对位置可能会发生改变，所以快速排序是一种不稳定的排序算法。
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适应性：快速排序在处理部分有序的数据时性能也很好，而且在实际应用中，大多数数据都是部分有序的。
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递归实现：算法使用递归来分治和解决问题，这使得实现相对简单，但也可能导致在数据规模较大时的堆栈溢出问题。
尽管快速排序有上述优点，但在最坏情况下，即基准元素的选择不当时，时间复杂度可能达到O(n^2)，这是其主要缺点之一。在实际应用中，通常通过优化基准元素的选择、随机化等方法来降低最坏情况的出现概率。文章来源：https://www.toymoban.com/news/detail-754145.html
4、C++版的快速排序示例
#include <iostream>
#include <vector>
// 交换数组中两个元素的位置
void swap(int &a, int &b) {
int temp = a;
a = b;
b = temp;
}
// 在数组中选择一个基准元素，并将数组划分成两个部分，左边小于基准，右边大于基准
int partition(std::vector<int> &arr, int low, int high) {
int pivot = arr[high]; // 选择最后一个元素作为基准
int i = low - 1;
for (int j = low; j <= high - 1; ++j) {
if (arr[j] < pivot) {
++i;
swap(arr[i], arr[j]);
}
}
swap(arr[i + 1], arr[high]);
return i + 1;
}
// 快速排序递归函数
void quickSort(std::vector<int> &arr, int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotIndex = partition(arr, low, high); // 获取基准元素的正确位置
// 对基准元素左右两侧分别进行递归排序
quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
}
}
// 打印数组元素
void printArray(const std::vector<int> &arr) {
for (int num : arr) {
std::cout << num << " ";
}
std::cout << std::endl;
}
int main() {
std::vector<int> arr = {64, 34, 25, 12, 22, 11, 90};
int n = arr.size();
std::cout << "Unsorted array: ";
printArray(arr);
quickSort(arr, 0, n - 1);
std::cout << "Sorted array: ";
printArray(arr);
return 0;
}
这个程序中，quickSort 函数是递归进行快速排序的主要函数，而 partition 函数用于在数组中选择基准元素并划分数组。最后，通过 swap 函数来交换数组中两个元素的位置。文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-754145.html
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