前言

手撕排序算法第六篇：快速排序！
从本篇文章开始，我会介绍并分析常见的几种排序，例如像插入排序，冒泡排序，希尔排序，选择排序，快速排序，堆排序，归并排序等等！
这篇文章我先来给大家手撕一下快速排序！

大家可以点下面的链接去阅读其他的排序算法：
C语言手撕排序算法

正文开始！

一、常见的排序算法

在这里插入图片描述

二、快速排序的非递归版本

上节课我们写了快速排序的递归版本的三种实现，**递归也有不好的地方，递归最大的缺陷是如果排序调用的栈帧太深，可能会导致栈溢出。**因为栈的大小一般只有8M。

快排的非递归是实现其实是利用了栈的特性，因为栈的特点是先进后出。那么非递归版本是如何实现的呢？其实还是利用栈实现了递归的思想。

在上篇文章的递归实现，主要是将大区间划分为多个小区间，然后再对每个小区间进行排序，直到每个小区间都有序并且无法在划分的时候，就完成排序。

非递归的思想和递归差不多，接下来带大家看看非递归版本。

三、具体步骤

我们先将所给的区间进行入栈，然后取出栈顶元素赋给right(先进后出，所以先取出来的是右下标),然后再删除堆顶的元素。再取出栈顶元素赋给left，然后再删除栈顶元素。对取出来的的区间范围进行单趟排序.
排序完成返回一个keyi的值，这个值又把数组分成三个区间[0,keyi-1],keyi,[keyi+1,right].
我们再对小区间重复1操作，直到小区间无法被划分，证明排序完成。

让我们画图再简单理解一下：
在这里插入图片描述

四、非递归的代码实现

//前后指针法
int PartSort3(int* a, int left, int right)
{
	//int midi = GetMidIndex(a,left,right);
	//Swap(&a[midi],&a[left]);
	int key = a[left];
	int prev = left;
	int cur = prev + 1;
	while (cur<=right)
	{
		if (a[cur] < key&&a[++prev]!=a[cur])//遇到比ket小的值先++prev，接下来防止自己和自己交换
			Swap(&a[prev], &a[cur]);
		cur++;
	}
	Swap(&a[left],&a[prev]);
	return prev;
}
//快排的非递归实现
void QuickSortNonR(int* a, int begin, int end)
{
	ST st;
	StackInit(&st);
	StackPush(&st, begin);
	StackPush(&st,end);
	while (!StackEmpty(&st))
	{
		//因为栈的特性是先进后出，所以要先取出右，再取出左
		int right = StackTop(&st);
		StackPop(&st);
		int left = StackTop(&st);
		StackPop(&st);
		
		//进行单趟排序
		int keyi = PartSort3(a,left,right);

		//再将分割起来的区间入栈,方便我们下次循环继续取出数据
		//[left,keyi-1]keyi[keyi+1,right]
		if (left<keyi - 1)
		{
			StackPush(&st, left);
			StackPush(&st, keyi - 1);
		}
		if (keyi + 1 < right)
		{
			StackPush(&st, keyi + 1);
			StackPush(&st, right);
		}
	}
	StackDestory(&st);
}
void TestQuickSort()
{
	int a[] = { 6,1,2,7,9,3,4,5,10,8 };
	printf("排序前：");
	PrintArray(a, sizeof(a) / sizeof(a[0]));
	QuickSortNonR(a, 0,sizeof(a) / sizeof(a[0])-1);
	printf("排序后：");
	PrintArray(a, sizeof(a) / sizeof(a[0]));
}
int main()
{
	TestQuickSort();
	return 0;
}