c语言数据排序的三种方法（C语言编程八大排序之快速排序）

c语言数据排序的三种方法（C语言编程八大排序之快速排序）注意稳定性：不稳定的算法性能时间复杂度：平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)。最坏情况下时间复杂度为O(n2)。空间复杂度：除去程序运行实现的空间消费（例如递归栈），快速排序算法只需消耗确定数量的空间（即O(1)，常数级空间）。

基本思想　

1．先从数列中取出一个数作为基准数。

2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。

3．再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。

性能

时间复杂度：平均情况下的时间复杂度为O(nlogn)。最坏情况下时间复杂度为O(n2)。

空间复杂度：除去程序运行实现的空间消费（例如递归栈），快速排序算法只需消耗确定数量的空间（即O(1)，常数级空间）。

稳定性：不稳定的算法

注意

编译器函数库自带的快速排序函数：qsort()

　　用 法: void qsort(void *base int nelem int width int (*fcmp)(const void * const void *)); 　　

各参数：1 待排序数组首地址 2 数组中待排序元素数量 3 各元素的占用空间大小 4 指向函数的指针

代码及分析

快速排序的第一种写法

方法一：以第一个元素为基准，哨兵j从后往前找比基准元素大的数的位置，哨兵i从前往后找比基准元素小的数的位置，将两个位置的元素交换。。。直到哨兵i和哨兵j相遇，相遇位置的元素与基准元素交换。这时相遇位置左边的元素都比基准元素大，右边的元素都比基准元素小。将两边的元素各作为一个序列进行递归操作。

首先哨兵j开始出动。因为此处设置的基准数是最左边的数，所以需要让哨兵j先出动，这一点非常重要。哨兵j一步一步地向左挪动（即j--），直到找到一个小于6的数停下来。接下来哨兵i再一步一步向右挪动（即i ），直到找到一个数大于6的数停下来。最后哨兵j停在了数字5面前，哨兵i停在了数字7面前。

现在交换哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交换之后的序列如下：

6 1 2 5 9 3 4 7 10 8

到此，第一次交换结束。接下来开始哨兵j继续向左挪动（再友情提醒，每次必须是哨兵j先出发）。他发现了4（比基准数6要小，满足要求）之后停了下来。哨兵i也继续向右挪动的，他发现了9（比基准数6要大，满足要求）之后停了下来。此时再次进行交换，交换之后的序列如下：

6 1 2 5 4 3 9 7 10 8

第二次交换结束，“探测”继续。哨兵j继续向左挪动，他发现了3（比基准数6要小，满足要求）之后又停了下来。哨兵i继续向右移动，糟啦！此时哨兵i和哨兵j相遇了，哨兵i和哨兵j都走到3面前。说明此时“探测”结束。我们将基准数6和3进行交换。交换之后的序列如下：

3 1 2 5 4 6 9 7 10 8

到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数6为分界点，6左边的数都小于等于6，6右边的数都大于等于6，接下来只要模拟刚才的方法分别处理6左边和右边的序列即可。回顾一下刚才的过程，其实哨兵j的使命就是要找小于基准数的数，而哨兵i的使命就是要找大于基准数的数，直到i和j碰头为止。

整个过程如下图所示：

代码如下：

快速排序的第二种写法

方法二（挖坑）：以第一个元素为基准，先挖出来，哨兵j从后往前找比基准大的数的位置，找到后将该位置元素填进基准挖好的坑内，这时j位置留下一个坑；哨兵i从前往后找比基准元素小的数的位置，将该位置的元素挖出来填进j留下的坑中，这时i位置留下一个坑；j继续往前查找。。。直到哨兵i和哨兵j相遇，将基准元素填进相遇位置的“坑”内。这时相遇位置左边的元素都比基准元素大，右边的元素都比基准元素小。将两边的元素各作为一个序列进行递归操作。

快速排序还有很多改进版本，如随机选择基准数，区间内数据较少时直接用另的方法排序以减小递归深度。