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Quick Sort é um algoritmo de classificação eficiente baseado na estratégia de dividir para conquistar. A ideia central deste algoritmo de classificação é selecionar um elemento de referência, dividir a matriz em duas partes, de modo que os elementos à esquerda sejam menores ou iguais ao elemento de referência e os elementos à direita sejam maiores ou igual ao elemento de referência e, em seguida, aplique recursivamente a classificação rápida às duas partes.

Etapas do algoritmo:

1. Selecione o elemento base : selecione um elemento da matriz como pivô. Normalmente o primeiro elemento, o último elemento ou um elemento aleatório é escolhido como base.

2. Partição : Reorganize a matriz para que os elementos menores que o elemento base fiquem no lado esquerdo do elemento base e os elementos maiores que o elemento base fiquem no lado direito. Ao mesmo tempo, o elemento base está na posição final de classificação.

3. classificação recursiva: classifique rapidamente as submatrizes nos lados esquerdo e direito do elemento de referência de forma recursiva.
   

Etapas de implementação:

A seguir está o código para implementar a classificação rápida em linguagem C:

#include <stdio.h>

// 函数：交换数组中两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 函数：将数组分区，并返回基准元素的位置（索引）
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];  // 选择最后一个元素作为基准
    int i = low - 1;  // 初始化分区索引，比基准元素小的元素会放在左边

    for (int j = low; j < high; j++) {
        // 如果当前元素小于或等于基准元素，则将它交换到分区的左边
        if (arr[j] <= pivot) {
            i++;  // 移动分区索引
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }

    // 最后将基准元素交换到正确的位置
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
    return i + 1;  // 返回基准元素的位置
}

// 函数：实现快速排序
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        // 对数组进行分区
        int pi = partition(arr, low, high);

        // 对基准元素左边和右边的子数组进行递归排序
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

// 函数：打印数组元素
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("n");
}

// 主函数：测试快速排序的实现
int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("原始数组: n");
    printArray(arr, n);

    quickSort(arr, 0, n - 1);

    printf("排序后的数组: n");
    printArray(arr, n);
    return 0;
}
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Análise de código:

• função de troca: Usado para trocar os valores de dois elementos em um array.
• função de partição: Selecione o último elemento do array como base, divida o array em duas partes e retorne o índice de posição final do elemento base.
• função quickSort : implementa um algoritmo recursivo para classificação rápida. Em cada recursão, a função de partição é usada primeiro para particionar o array e, em seguida, as duas partes particionadas são classificadas recursivamente.
• função printArray: Usado para imprimir elementos da matriz para facilitar a visualização dos resultados da classificação.
• função principal: teste a implementação da classificação rápida e imprima o array antes e depois da classificação.

complexidade de tempo:

A complexidade de tempo da classificação rápida depende principalmente da complexidade de tempo da operação de partição e do número de chamadas recursivas. A complexidade de tempo do quicksort é O(n^2) no pior caso, mas O(n log n) no caso médio, tornando-o um algoritmo de classificação eficiente.

Resumir:

A classificação rápida alcança uma classificação eficiente por meio da estratégia de dividir e conquistar e de operações de partição. Não requer espaço de armazenamento adicional (exceto espaço de pilha para chamadas recursivas) e tem bom desempenho em circunstâncias normais. Portanto, a classificação rápida é um dos algoritmos de classificação comumente usados ​​em aplicações práticas, especialmente adequado para tarefas de classificação de grandes conjuntos de dados.