一、算法介绍
快速排序（QuickSort）是一种常用的高效排序算法，由Tony Hoare在1960年提出。它采用分治法（Divide and Conquer）策略，通过将原始数组分成较小的子数组来解决排序问题。下面是对快速排序的详细介绍：
1、算法思想
①选择基准元素： 从数组中选择一个基准元素（pivot）。选择基准元素的方法可以有多种，常见的方式包括选择第一个、最后一个、中间一个元素，或者随机选择。
②划分数组： 将数组中的元素按照基准元素的大小分成两个子数组，比基准元素小的放在左边，比基准元素大的放在右边。
③递归排序： 递归地对左右两个子数组进行快速排序。
④合并结果： 已排序的子数组合并起来，得到最终的排序结果。
2、算法步骤
①选择基准元素： 从数组中选择一个元素作为基准元素。
②划分数组： 将数组中小于基准元素的元素放在基准元素的左边，大于基准元素的元素放在右边。
③递归排序： 对左右两个子数组进行递归排序。
④合并结果： 将左子数组、基准元素、右子数组合并成一个有序数组。
3、时间复杂度：
平均情况下，快速排序的时间复杂度为O(n log n)。
最坏情况下为O(n^2)，发生在基准元素选择不当的情况下。
空间复杂度为O(log n)。
4、特点
原地排序： 快速排序是一种原地排序算法，不需要额外的空间。
不稳定排序： 在交换元素的过程中可能破坏相等元素的相对顺序，因此是不稳定的排序算法。
快速排序是一种高效的排序算法，常被用于实际应用中。在实现时，需要注意基准元素的选择，以及对递归深度的控制，以避免最坏情况下的性能问题。
二、代码示例
typedef struct Range {
int start, end;
} Range;
Range new_Range(int s, int e) {
Range r;
r.start = s;
r.end = e;
return r;
}
void swap(int *a, int *b) {
int tmp = *a;
*s = *b;
*b = tmp;
}
void quick_sort(int index[], const int len) {
if (len <= 0)
return;
Range r[len];
int p = 0;
r[p++] = new_Range(0, len - 1);
while (p) {
Range range = r[--p];
if (range.start >= range.end)
continue;
int mid = index[range.end];
int left = range.start, right = range.end - 1;
while (left < right) {
while (index[left] < mid && left < right)
left++;
while (index[right] >= mid && left < right)
right--;
swap(&index[left], &index[right]);
}
if (index[left] >= index[range.end])
swap(&index[left], &index[range.end]);
else
left++;
r[p++] = new_Range(range.start, left - 1);
r[p++] = new_Range(left + 1, range.end);
}
}
