圖解排序算法之快速排序-雙端探測法

 這是我見過的解釋快速排序最好的文章，分享以下：

        假如咱們的計算機每秒鐘能夠運行10億次，那麼對1億個數進行排序，桶排序則只須要0.1秒，而冒泡排序則須要1千萬秒，達到115天之久，是否是很嚇人。那有沒有既不浪費空間又能夠快一點的排序算法呢？那就是「快速排序」啦！光聽這個名字是否是就以爲很高端呢。

 

        假設咱們如今對「6  1  2 7  9  3  4  5 10  8」這個10個數進行排序。首先在這個序列中隨便找一個數做爲基準數（不要被這個名詞嚇到了，就是一個用來參照的數，待會你就知道它用來作啥的了）。爲了方便，就讓第一個數6做爲基準數吧。接下來，須要將這個序列中全部比基準數大的數放在6的右邊，比基準數小的數放在6的左邊，相似下面這種排列。

       3  1  2 5  4  6  9 7  10  8

 

        在初始狀態下，數字6在序列的第1位。咱們的目標是將6挪到序列中間的某個位置，假設這個位置是k。如今就須要尋找這個k，而且以第k位爲分界點，左邊的數都小於等於6，右邊的數都大於等於6。想想，你有辦法能夠作到這點嗎？

 

        給你一個提示吧。請回憶一下冒泡排序，是如何經過「交換」，一步步讓每一個數歸位的。此時你也能夠經過「交換」的方法來達到目的。具體是如何一步步交換呢？怎樣交換才既方便又節省時間呢？先別急着往下看，拿出筆來，在紙上畫畫看。我高中時第一次學習冒泡排序算法的時候，就以爲冒泡排序很浪費時間，每次都只能對相鄰的兩個數進行比較，這顯然太不合理了。因而我就想了一個辦法，後來才知道原來這就是「快速排序」，請容許我小小的自戀一下(^o^)。

        方法其實很簡單：分別從初始序列「6  1  2 7  9  3  4  5 10  8」兩端開始「探測」。先從右往左找一個小於6的數，再從左往右找一個大於6的數，而後交換他們。這裏能夠用兩個變量i和j，分別指向序列最左邊和最右邊。咱們爲這兩個變量起個好聽的名字「哨兵i」和「哨兵j」。剛開始的時候讓哨兵i指向序列的最左邊（即i=1），指向數字6。讓哨兵j指向序列的最右邊（即j=10），指向數字8。

 

       首先哨兵j開始出動。由於此處設置的基準數是最左邊的數，因此須要讓哨兵j先出動，這一點很是重要（請本身想想爲何）。哨兵j一步一步地向左挪動（即j--），直到找到一個小於6的數停下來。接下來哨兵i再一步一步向右挪動（即i++），直到找到一個數大於6的數停下來。最後哨兵j停在了數字5面前，哨兵i停在了數字7面前。

 

 

 

 

       如今交換哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交換以後的序列以下。

        6  1  2  5  9 3  4  7  10  8

 

 

 

        到此，第一次交換結束。接下來開始哨兵j繼續向左挪動（再友情提醒，每次必須是哨兵j先出發）。他發現了4（比基準數6要小，知足要求）以後停了下來。哨兵i也繼續向右挪動的，他發現了9（比基準數6要大，知足要求）以後停了下來。此時再次進行交換，交換以後的序列以下。