快速排序（QuickSort）多语言实现带图解

1. 描述简介

快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是：经过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的全部数据都比另一部分的全部数据都要小，而后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程能够递归进行，以此达到整个数据变成有序。更多介绍能够百度百科，接下来直接上代码

2. 动态演示

2. 算法复杂程度表

3. 代码实现

PHP版本V1.0

这个版本我看了以前有一篇C算法文章中的写法，应该算很早的版本了，我把他用PHP写了一版.递归部分我是使用替换的方式进行合并数据，也可使用 PHP 引用(&) 进行合并。下面是代码和实现步骤：

/**
 * PHP 快速排序 v1.0
 * 实现步骤：
 *          1.首先在数据中定义一个基准数(M)，具体怎么选因人而异。,定义好左右两个坐标L、R （左边坐标不能大于右边坐标）
 *          2.定义好基准数(M)后，从最右往左找小于基准数(M)的值(J)而且不能小于或等于左边坐标,找到后中止。
 *          3.再从左往右找大于基准数(M)的值(I)而且不能小于或等于右边坐标，找到后中止。（为何要先从右往左？由于从左往右就会错过太多大于的值从而相遇，致使排序错乱）
 *          4.I和J都找到后，进行交换位置。
 *          5.重复1-4步骤直到两个数相同的值(V)，则将V和M互换位置。
 *          6.再以M为中心点进行分割重复1-5的流程直至结束
 * @param   array $data 数据
 * @param   int $left 左边坐标
 * @param   int $right 右边坐标
 * @param   string $orderBy 正序/倒叙
 * @return  array $data
 */
function QuickSort($data, $left, $right, $orderBy = 'asc')
{
    $l = $left; // 左边开始位置
    $r = $right; // 右边开始位置
    if ($left >= $right) return [];
    $m = $data[$left]; // 基准数
    while ($l != $r) {
        while ($data[$r] >= $m && $r != $l) $r--;
        while ($data[$l] <= $m && $r != $l) $l++;
        if ($l < $r) {
            $n        = $data[$l];
            $data[$l] = $data[$r];
            $data[$r] = $n;
        }
    }
    $data[$left] = $data[$l];
    $data[$l]    = $m;
    $Q1          = QuickSort($data, $left, $l - 1, $orderBy);
    $data        = $Q1 + $data;

    $Q2   = QuickSort($data, $l + 1, $right);
    $data = $Q2 + $data;

    return $data;
}

PHP版本V2.0（推荐）

这个版本就很流弊了，比上面写法快的太多太多，犹如一个天一个地。我拿第一个版本去对比发现差得太多了。我用v1版本写法执行10000就消耗10s左右，而用v2这个写法直接秒开。无论哪一种语言，实现逻辑都同样，推荐参考：

/**
 * 快速排序 v2.0
 * 实现步骤：
 *        1.创建基准数（中间值）
 *        2.循环数据，大于基准数的存 right 数组，小于基准数的存 left 数组
 *        3.分类完成后，将 left、right 数组递归继续分类，直至剩下一个数组为止
 *        4.递归分类完成后，将小于基准数的数组 left 、 基准数 和 大于基准数的数组 进行合并
 * @param array $data
 * @return array
 */
function QuickSort($data)
{
    $left   = [];
    $right  = [];
    $count  = count($data);
    if ($count < 2) return $data;
    $median = $data[0]; // 基准数
    for ($i = 1; $i < $count; $i++) {
        $v = $data[$i];
        if ($v < $median) $left[] = $v; else $right[] = $v;
    }
    $left  = QuickSort($left);
    $right = QuickSort($right);
    $rt    = array_merge($left, [$median], $right);
    return $rt;
}

C语言版本

接下来就是C语言的快速排序版本V1.0(我第一次使用的快速排序思想，本身定义的版本号来区分下~^_^) 稍微改动了一下

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int a[101],n;
/**
* C语言实现快速排序v1.0
*/
void quicksort(int left, int right){
    int i,j,base;
    i = left;
    j = right;
  
    if (left>right) return ;
    // 1.第一步，定义基准数
    base = a[left]; 
  
    // 4.左坐标不等于右坐标时继续迭代，等于则相遇
    while(left != right){
        // 2.若是右边大于基准数则继续递减迭代至小于基准数中止
        while(left<right && a[right]>=base) right--;
        // 2.1 与左指针所在位置进行交换
        a[left] = a[right];
     
        // 3.若是左边小于基准数则继续递增迭代至大于基准数中止
        while(left<right && a[left]<=base) left++;
        // 3.1 与右指针所在位置进行交换
        a[right] = a[left];
    }
    // 4.1 左右坐标相遇替换基准数
    a[left] = base;
     
    // 5.重复1.2.3.4 递归
    quicksort(i, left-1); // 重复基准数左边
    quicksort(left+1, j);
    return;
}
int main()
{
    int i,j;
    printf("=============快速排序==============\r\n");
    printf("请输入数量：");
    scanf("%d", &n);
    for (i=1; i<=n; i++){
        scanf("%d", &a[i]);
    }
    
    quicksort(1, n);
    printf("快速排序结果：\r\n");
    
    for (i=1; i<=n; i++)
        printf("%d ", a[i]);
   
    getchar(); getchar();
    system("pause");
    return 0;
}

Javascript语言版本

这个在网上找到的，和v2的版本实现思想一致：

<script>
    function quickSort(arr){
        var left=[],right=[];
        if(arr.length<1){
            return arr;
        }
        var index = Math.floor(arr.length/2);
        var point = arr.splice(index,1);
        for(var i = 0; i<arr.length; i++){
            if(arr[i]<point){
                left.push(arr[i]);
            }else{
                right.push(arr[i]);
            }
        }
        return quickSort(left).concat(point,quickSort(right));
    }
    
    console.log(quickSort([1, 2, 3, 4, 6, 78, 1]))
</script>

4. 总结

最后，如看不明白，能够用调试工具进行断点调试，这样会理解得更快更完全一些，但愿此文章对你有帮助。

• 做用：快速有效的进行数据排序
• 优势：占内存小，耗时少
• 缺点：也是有的，不稳定
• 难度：O(NlogN)，最差能够和冒泡排序同样0(N2)程度
• 核心思想：创建基准是（中间值），小于基准数的往左移，大于基准数的往右移。整个排序最终递归进行合并整理，以此达到整个数据变成有序