介绍
排序是计算机科学中最基础的问题之一,每一个程序员都需要掌握它。而快速排序算法是最受欢迎的排序算法之一,它的速度非常快,而且在大多数情况下表现良好。那么,快速排序是如何工作的呢?
理解快速排序
快速排序的基本思想是分治法,它将一个大的问题分成更小的子问题来解决。具体来说,它选择一个基准元素(pivot element),然后把数组分成两个部分,一部分是小于基准元素的,另一部分是大于等于基准元素的。然后,它递归地对这两个部分进行排序,最终得到一个有序序列。
这个算法非常简单,但是它的具体实现有很多细节需要注意。例如,如何选择基准元素?如何将数组分成两个部分?如何进行递归?下面我们将逐一解答这些问题。
选择基准元素
选择基准元素是快速排序算法的第一步,它的选择会影响算法的效率。通常情况下,我们选择数组的中间元素作为基准元素,因为这样可以使得分割更加均衡。如果数组的大小是偶数,我们可以选择中间两个元素的平均值作为基准元素。
还有一种选择基准元素的方法是随机选择一个元素。这种方法可以避免最坏情况的发生,即所有元素都相等的情况。不过,随机选择元素的方法会增加算法的复杂度。
分割数组
分割数组是快速排序算法的第二步,它的目的是将数组分成两个部分,一部分是小于基准元素的,另一部分是大于等于基准元素的。我们可以使用两个指针来实现这个过程。
具体来说,我们选择数组的第一个元素作为基准元素,然后用两个指针i和j来扫描数组。指针i从左往右扫描,找到第一个大于等于基准元素的元素;指针j从右往左扫描,找到第一个小于基准元素的元素。然后交换这两个元素,继续扫描。当i>=j时,扫描结束,此时i左边的元素都小于等于基准元素,i右边的元素都大于等于基准元素。
function partition(arr, left, right) { let pivot = arr[left]; let i = left + 1; let j = right; while (i