一、舞動的快速排序
在實現排序算法前，先讓我們來欣賞一段關於快速排序的視頻，本段視頻展示了快速排序的原理，如果沒有看懂，請看完本文后再回頭來看一下，應該就明白了吧。 O(∩_∩)O~
二、快速排序實現
2.1 快速排序基礎版
通過下面一組數據，將最左邊的數設定為軸，並記錄其值為 s。
（注意：*表示要交換的數，[]表示軸）
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[41] 24 76* 11 45 64 21 69 19 36*
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[41] 24 36 11 45* 64 21 69 19* 76
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[41] 24 36 11 19 64* 21* 69 45 76
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[41] 24 36 11 19 21 64 69 45 76
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21 24 36 11 19 [41] 64 69 45 76
回圈處理：
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令索引 i 從數列左方往右方找，直到找到大於 s 的數
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令索引 j 從數列右方往左方找，直到找到小於 s 的數
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如果 i >= j，則離開回圈
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如果 i < j，則交換索引i與j兩處的值
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將左側的軸與 j 進行交換
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對軸左邊進行遞回
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對軸右邊進行遞回
透過以上演算法，則軸左邊的值都會小於s，軸右邊的值都會大於s，如此再對軸左右兩邊進行遞回，就可以對完成排序的目的。在上面的例子中，41左邊的值都比它小，而右邊的值都比它大，如此左右再進行遞回至排序完成。
具體代碼如下：
package main import ( "fmt" ) const MAX = 10 var sortArray = []int{41, 24, 76, 11, 45, 64, 21, 69, 19, 36} func main() { fmt.Println("before sort：") show() quickSort(sortArray, 0, MAX-1) fmt.Println("after sort:") show() } // quickSort func quickSort(sortArray []int, left, right int) { if left < right { key := sortArray[left] i := left j := right for { for i+1 < MAX { i++ if key = 0 { if key >= sortArray[j] { break } j-- } if i >= j { break } swap(i, j) } sortArray[left] = sortArray[j] sortArray[j] = key show() quickSort(sortArray, left, j-1) quickSort(sortArray, j+1, right) } } // Swap the position of a and b func swap(a, b int) { sortArray[a], sortArray[b] = sortArray[b], sortArray[a] } // foreach func show() { for _, value := range sortArray { fmt.Printf("%d\t", value) } }
2.2 快速排序升級版
在快速排序法基礎版中，每次將最左邊的元素設為軸，而之前曾經說過，快速排序法的加速在於軸的選擇，在這個例子中，只將軸設定為中間的元素，依這個元素作基准進行比較，這可以增加快速排序法的效率。
在這個例子中，取中間的元素s作比較，同樣的先得右找比s大的索引 i，然后找比s小的索引 j，只要兩邊的索引還沒有交會，就交換 i 與 j 的元素值，這次不用再進行軸的交換了，因為在尋找交換的過程中，軸位置的元素也會參與交換的動作，例如：
41 24 76 11 45 64 21 69 19 36
首先left為0，right為9，(left+right)/2 = 4（取整數的商），所以軸為索引4的位置，比較的元素是45，您往右找比45大的，往左找比45小的進行交換：
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41 24 76* 11 [45] 64 21 69 19 *36
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41 24 36 11 45* 64 21 69 19* 76
-
41 24 36 11 19 64* 21* 69 45 76
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[41 24 36 11 19 21] [64 69 45 76]
完成以上之后，再初別對左邊括號與右邊括號的部份進行遞回，如此就可以完成排序的目的。
具體代碼如下：
package main import ( "fmt" ) const MAX = 10 var sortArray = []int{41, 24, 76, 11, 45, 64, 21, 69, 19, 36} func main() { fmt.Println("before sort：") show() quickSort(sortArray, 0, MAX-1) fmt.Println("after sort:") show() } func quickSort(sortArray []int, left, right int) { if left < right { key := sortArray[(left+right)/2] i := left j := right for { for sortArray[i] < key { i++ } for sortArray[j] > key { j-- } if i >= j { break } swap(i, j) } quickSort(sortArray, left, i-1) quickSort(sortArray, j+1, right) } } // Swap the position of a and b func swap(a, b int) { sortArray[a], sortArray[b] = sortArray[b], sortArray[a] } // foreach func show() { for _, value := range sortArray { fmt.Printf("%d\t", value) } }
2.3 快速排序最終版
先說明這個快速排序法的概念，它以最右邊的值s作比較的標准，將整個數列分為三個部份，一個是小於s的部份，一個是大於s的部份，一個是未處理的部份，如下所示 ：
在排序的過程中，i 與 j 都會不斷的往右進行比較與交換，最后數列會變為以下的狀態：
然后將s的值置於中間，接下來就以相同的步驟會左右兩邊的數列進行排序的動作，如下所示：
整個演算的過程，直接摘錄書中的虛擬碼來作說明：
QUICKSORT(A, p, r) if p < r then q <- PARTITION(A, p, r) QUICKSORT(A, p, q-1) QUICKSORT(A, q+1, r) end QUICKSORT PARTITION(A, p, r) x <- A[r] i <- p-1 for j <- p to r-1 do if A[j] <= x then i <- i+1 exchange A[i]A[j] exchange A[i+1]A[r] return i+1 end PARTITION
一個實際例子的演算如下所示：
具體代碼如下：
package main import ( "fmt" ) const MAX = 10 var sortArray = []int{41, 24, 76, 11, 45, 64, 21, 69, 19, 36} func main() { fmt.Println("before sort：") show() quickSort(sortArray, 0, MAX-1) fmt.Println("after sort:") show() } func quickSort(sortArray []int, left, right int) { if left < right { pos := partition(sortArray, left, right) partition(sortArray, left, pos-1) partition(sortArray, pos+1, right) } } func partition(sortArray []int, left, right int) int { key := sortArray[right] i := left - 1 for j := left; j < right; j++ { if sortArray[j] <= key { i++ swap(i, j) } } swap(i+1, right) return i + 1 } // Swap the position of a and b func swap(a, b int) { sortArray[a], sortArray[b] = sortArray[b], sortArray[a] } // foreach func show() { for _, value := range sortArray { fmt.Printf("%d\t", value) } }