快速排序算法是諸多排序算法中性能較優的一種，也是很多內建排序類型所采用的算法。該算法在.NET面試和筆試中經常被考查到，下面將詳細介紹快速排序的算法思想及代碼示例。
所涉及的知識點：
- 使用C#實現快速排序算法
分析問題：
快速排序算法是公認的最為優秀的內部排序算法之一，其實實現思想很簡單，並且在一般情況下性能較高。下面是該算法的基本思想：
- 假設待排序的序列為L[m...n]，其中L[m...midlle-1]中的每個元素都小於L[midlle]，而L[midlle+1...n]中的每個元素都大於L[midlle]。
- 遞歸調用快速排序算法，對L[m...midlle-1]和L[midlle+1...n]分別進行排序。
- 由於是原地排序，所以遞歸結束后自然形成了有序序列。
下列代碼給出了快速排序的一個實現示例：
1 using System; 2 3 namespace Guying.Demo.ConsoleApp 4 { 5 class QuickSort 6 { 7 static void Main(string[] args) 8 { 9 int[] data = new int[] { 1, 1, 4, 3, 6, 7, 4, 5, 0, 0 }; // 建立測試數組 10 Run(data, 0, data.Length - 1); // 進行快速排序 11 for (int i = 0; i < data.Length; i++) 12 Console.Write("{0}, ", data[i]); 13 Console.Read(); 14 } 15 16 /// <summary> 17 /// 快速排序算法 18 /// </summary> 19 /// <param name="data">排序數組</param> 20 /// <param name="low">排序下限</param> 21 /// <param name="high">排序上限</param> 22 static void Run(int[] data, int low, int high) 23 { 24 /** 25 * 簡單設定中間值，並以此為一趟快速排序的分割點 26 * 注意這里是一個簡單的算法 27 * 如果想對這個算法進行優化的話，可以采取隨機的方法來獲取分割點 28 * */ 29 int middle = data[(low + high) / 2]; 30 31 int i = low, j = high; // 設定移動上下標 32 33 // 直至分割出兩個序列 34 do 35 { 36 // 掃描中值左邊元素 37 while (data[i] < middle && i < high) i++; 38 // 掃描中值右邊元素 39 while (data[j] > middle && j > low) j--; 40 // 找到了一對可交換的值 41 if (i <= j) 42 { 43 // 交換 44 int temp = data[i]; 45 data[i] = data[j]; 46 data[j] = temp; 47 i++; 48 j--; 49 } 50 } while (i <= j); 51 // 遞歸對比分割點元素都小的那個序列進行快速排序 52 if (j > low) Run(data, low, j); 53 // 遞歸對比分割點元素都大的那個序列進行快速排序 54 if (i < high) Run(data, i, high); 55 } 56 } 57 }
編譯並執行上述代碼，可以得到如下結果：
說明：
快速排序算法在最壞的情況下運行時間為O(n2)，平均運行時間為O(nlgn)。快速排序的對象都讀入內存中，所以輸入內部輸入內部排序。
快速排序基於比較關鍵字來確定元素的位置，所以它屬於比較排序。同時，快速排序具有原地排序特性和不穩定特性，這意味着快速排序不需要額外的排序空間，但是不能確保相等的元素位置不被交換。
答案：
快速排序是最為高效的內部排序算法之一，其基本思想在於把排序對象分割為兩列子序列，而其中一個子序列的值都大於另一個子序列的值，並且進一步遞歸排序所有子序列。
《.NET程序員面試真題》學習筆記