前言
由於LeetCode上的算法題很多涉及到一些基礎的數據結構，為了更好的理解后續更新的一些復雜題目的動畫，推出一個新系列 ——-《圖解數據結構》，主要使用動畫來描述常見的數據結構和算法。本系列包括十大排序、堆、隊列、樹、並查集、圖等等大概幾十篇。
快速排序
快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序算法。在平均狀況下，排序 n 個項目要 Ο(nlogn) 次比較。在最壞狀況下則需要 Ο(n2) 次比較，但這種狀況並不常見。事實上，快速排序通常明顯比其他 Ο(nlogn) 算法更快，因為它的內部循環（inner loop）可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。
快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個串行（list）分為兩個子串行（sub-lists）。
快速排序又是一種分而治之思想在排序算法上的典型應用。本質上來看，快速排序應該算是在冒泡排序基礎上的遞歸分治法。
算法步驟
- 從數列中挑出一個元素，稱為 “基准”（pivot）;
- 重新排序數列，所有元素比基准值小的擺放在基准前面，所有元素比基准值大的擺在基准的后面（相同的數可以到任一邊）。在這個分區退出之后，該基准就處於數列的中間位置。這個稱為分區（partition）操作；
- 遞歸地（recursive）把小於基准值元素的子數列和大於基准值元素的子數列排序；
遞歸的最底部情形，是數列的大小是零或一，也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個算法總會退出，因為在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最后的位置去。
來源：https://github.com/hustcc/JS-Sorting-Algorithm
算法演示
排序動畫過程解釋
- 首先，操作數列中的所有數字
- 在所有數字中選擇一個數字作為排序的基准（pivot）, pivot 通常是隨機選擇的，在這里為了演示方便，我們選擇最右邊的數字作為 pivot
- 選取好 pivot 后，在操作數列中選擇最左邊的數字標記為 左標記 ，最右邊的數字標記為 右標記
- 將左邊的標記向右移動
- 當 左標記 達到超過 pivot 的數字時，停止移動
- 在這里，8 > 6 ,所以停止移動
- 然后將右邊的標記向左移動
- 當 右標記 達到小於 pivot 的數字時，停止移動
- 在這里，4 > 6 ,所以停止移動
- 當左右標記停止時，更改標記的數字
- 因此，左標記 的作用是找到一個大於 pivot 的數字，右標記 的作用是找到一個小於 pivot 的數字
- 通過交換數字，可以在數列的左邊收集小於 pivot 的數字集合，右邊收集大於 pivot 的數字集合
- 交換之后，繼續移動 左標記
- 在這里，9 > 6 ,所以停止移動
- 然后將右邊的標記向左移動
- 當 右標記 碰撞到 左標記 時也停止移動
- 如果左右側的標記停止時，並且都在同一個位置，將這個數字和 pivot 的數字交換
- 這就完成了第一次操作
- 小於 6 的都在 6 的左側，大於 6 的都在 6 的右側
- 然后遞歸對這分成的兩部分都執行同樣的操作
- 完成 快速排序
代碼實現
為了更好的讓讀者用自己熟悉的編程語言來理解動畫，筆者將貼出多種編程語言的參考代碼，代碼全部來源於網上。
C++代碼實現
Java代碼實現
Python代碼實現
JavaScript代碼實現
如果你是iOS開發者，可以在GitHub上 https://github.com/MisterBooo/Play-With-Sort-OC 獲取更直觀可調試運行的源碼。
你可以在公眾號 五分鍾學算法 獲取更多相關內容。