快速排序算法代码c语言(java快速排序算法代码)

快速排序算法概述

快速排序是一种高效的排序算法，它采用了分治的策略，通过不断地将数组划分为两个子数组，然后对子数组进行排序，最终将整个数组排序完成。快速排序的关键在于选择一个基准元素，将比基准元素小的放在它的左边，比基准元素大的放在它的右边，然后在左右子数组上递归地使用快速排序。这个过程不断重复直到整个数组有序。

快速排序的实现

下面是一个用C语言实现的快速排序算法。

#include <stdio.h>

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

// 将数组划分为两个子数组并返回基准元素的下标
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[high];
    int i = (low - 1);

    for (int j = low; j <= high - 1; j++) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++;
            swap(&arr[i], &arr[j]);
        }
    }
    swap(&arr[i + 1], &arr[high]);
    return (i + 1);
}

// 使用递归实现快速排序
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pi = partition(arr, low, high);
        quickSort(arr, low, pi - 1);
        quickSort(arr, pi + 1, high);
    }
}

// 测试快速排序算法
int main() {
    int arr[] = { 64, 34, 25, 12, 22, 11, 90 };
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    quickSort(arr, 0, n - 1);
    printf("排序后的数组: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

快速排序的性能分析

快速排序的时间复杂度为 O(nlogn)，其中 n 是数组的长度。快速排序是一种原地排序算法，不需要额外的空间，因此空间复杂度是 O(1)。由于它的平均时间复杂度较低且不需要额外的空间，快速排序是一种常被使用的排序算法。然而，最坏情况下的时间复杂度为 O(n^2)，发生在每次划分都是对最小或最大的元素进行的，导致递归树的高度接近 n。为了避免最坏情况的出现，可以采用随机选择基准元素的策略。