快速排序

快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

        快速排序的基本思想是: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。

        设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

一趟快速排序的算法是:

1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];

3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;

4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;

5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

最差情况:时间复杂度为o(n2)

最好情况:时间复杂度为o(nlogn)

平均情况:时间复杂度为o(nlogn)

#quick sort

def quickSort(array):

    if len(array) < 2:  # 基线条件(停止递归的条件)

        return array

    else:  # 递归条件

        baseValue = array[0]  # 选择基准值

        # 由所有小于基准值的元素组成的子数组

        less = [m for m in array[1:] if m < baseValue]

        # 由所有大于基准值的元素组成的子数组

        greater = [n for n in array[1:] if n > baseValue]

    return quickSort(less) + [baseValue] + quickSort(greater)

# 示例:

array = [2,3,5,7,1,4,6,10,15,9,17,12]

print(quickSort(array))

# 输出为[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 10, 12, 15, 17]

常见的写法:

def QuickSort(arr,firstIndex,lastIndex):

    if firstIndex<lastIndex:

        divIndex=Partition(arr,firstIndex,lastIndex)

        QuickSort(arr,firstIndex,divIndex)       

        QuickSort(arr,divIndex+1,lastIndex)

    else:

        return

def Partition(arr,firstIndex,lastIndex):

    i=firstIndex-1

    for j in range(firstIndex,lastIndex):

        if arr[j]<=arr[lastIndex]:

            i=i+1

            arr[i],arr[j]=arr[j],arr[i]

    arr[i+1],arr[lastIndex]=arr[lastIndex],arr[i+1]

    return i

arr=[1,4,7,1,5,5,3,85,34,75,23,75,2,0]

print("initial array:\n",arr)

QuickSort(arr,0,len(arr)-1)

print("result array:\n",arr

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