前言

快速排序是一种交换排序，它由C. A. R. Hoare在1962年提出。

算法思想

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：分割点左边都是比它小的数，右边都是比它大的数。

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。

动态效果示意图：

详细的图解往往比大堆的文字更有说明力，所以直接上图：

上图中，演示了快速排序的处理过程：

初始状态为一组无序的数组：2、4、5、1、3。

经过以上操作步骤后，完成了第一次的排序，得到新的数组：1、2、5、4、3。

新的数组中，以2为分割点，左边都是比2小的数，右边都是比2大的数。

因为2已经在数组中找到了合适的位置，所以不用再动。

2左边的数组只有一个元素1，所以显然不用再排序，位置也被确定。（注：这种情况时，left指针和right指针显然是重合的。因此在代码中，我们可以通过设置判定条件left必须小于right，如果不满足，则不用排序了）。

而对于2右边的数组5、4、3，设置left指向5，right指向3，开始继续重复图中的一、二、三、四步骤，对新的数组进行排序。

代码实现

#include <stdio.h>
int a[1005];  
//快速排序
void Quick_Sort(int l, int r) {
    if(l >= r) return;
    int i = l;
    int j = r;
    int x = a[l];
    while (i < j) {
        while (i < j && a[j] >= x) j--;
        if (i < j) a[i++] = a[j];
        while (i < j && a[i] < x) i++;
        if (i < j) a[j--] = a[i];
    }
    a[i] = x;
    Quick_Sort(l, i - 1);//比i小的继续划分
    Quick_Sort(i + 1, r);//比i大的继续划分
}
  
int main() {  
    int n;  
    scanf("%d", &n);//输入n个数进行快速排序
    for (int i = 1; i <= n; i++) scanf("%d", &a[i]);  
    Quick_Sort(1, n);
    for (int i = 1; i <= n; i++) {
        printf("%d ", a[i]);  
    }  
    printf("\n");  
    return 0;  
}  

算法分析

1、快速排序算法的性能

2、时间复杂度
当数据有序时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，前一个子序列为空，此时执行效率最差。

而当数据随机分布时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，两个子序列的元素个数接近相等，此时执行效率最好。

所以，数据越随机分布时，快速排序性能越好...

课后习题

【2019年真题】排序过程中，对尚未确定最终位置的所有元素进行一遍处理称为一“趟”。下列序列中，不可能是快速排序第二趟结果的是（）
A. 5，2，16，12，28，60，32，72        B. 2，16，5，28，12，60，32，72
C. 2，12，16，5，28，32，72，60        D. 5，2，12，28，16，32，72，60

参考答案：D

【2014年真题】下列选项中，不可能是快速排序第2趟排序结果的是（） 
A．2,3,5,4,6,7,9 
B．2,7,5,6,4,3,9 
C．3,2,5,4,7,6,9 
D．4,2,3,5,7,6,9

参考答案：C
答案解析：快排的阶段性排序结果的特点是，第 i 趟完成时，会有 i 个以上的数出现在它最终将要出现的位置，即它左边的数都比它小，它右边的数都比它大。题目问第二趟排序的结果，即要找不存在 2 个这样的数的选项。A 选项中 2、3、6、7、9 均符合，所以 A 排除；B选项中，2、9 均符合，所以 B 排除；D 选项中 5、9 均符合，所以D选项排除；最后看C选项，只有9一个数符合，所以C不可能是快速排序第二趟的结果。 

【2011年这题】为实现快速排序算法，待排序序列宜采用的存储方式是（）
A．顺序存储 
B．散列存储
C．链式存储
D．索引存储 

解答：A。内部排序采用顺序存储结构。 

【2010年真题】采用递归方式对顺序表进行快速排序。下列关于递归次数的叙述中，正确的是（）。 
A．递归次数与初始数据的排列次序无关。
B．每次划分后，先处理较长的分区可以减少递归次数。
C．每次划分后，先处理较短的分区可以减少递归次数。
D．递归次数与每次划分后得到的分区的处理顺序无关。

参考答案：D
答案解析：考查快速排序。
递归次数与各元素的初始排列有关。如果每一次划分后分区比较平衡，则递归次数少，如果划分后分区不平衡，则递归次数多。递归次数与处理顺序无关。