一、快速排序
快速排序是冒泡排序的一种改进算法，相比于冒泡排序效率更优。
算法过程分析：
通过采用分治策略，围绕一个 x 将原始数组划分为两个子数组，使得前一个子数组的元素≤ x ≤ 后一个子数组元素，对两个子数组进行递归排序，再合并成一个有序数组。
1.选取一个基准元素 key（通常默认为数组的最左端），通过 key 将数组分为左右两端，使得左端数组全部 ≤ 基准元素 key ，右端数组全部元素 ≥ 基准元素key。
2.两端数组可以独立排序。对于左端数组，又可以取一个基准元素，将该端数组元素分成左右两部分，使得左端数组全部 ≤ 基准元素 key ，右端数组全部元素 ≥ 基准元素key。右侧数组做类似处理。
3.通过递归重复上述操作，当全部递归结束时，原数组也排序完成。
细节分析：
步骤1：将数组如何分成两个子数组，使得左端数组全部 ≤ 基准元素 key ，右端数组全部元素 ≥ 基准元素key
①j从右向左，找到小于key的数组元素
②i从左向右，找到大于key的数组元素，将二者交换。
③上述操作直至 i==j 时结束
④此时再将基准值与 a[i]（或a[j]，i==j）交换，就使得两个子数组上述条件成立。
int i=left,j=right;
while(i!=j)
{
while(a[j]>=temp && i<j) j--;
while(a[i]<=temp && i<j) i++;
swap(a[i],a[j]);
}
swap(a[left],a[i]); 
步骤2：
分治策略，将左右两个子数组进行相同的操作。
quick_sort(left,i-1);
quick_sort(i+1,right);
重复操作，通过递归分别进入两个子数组操作。
当全部返回时，结束递归，数组完成排序。
思考：为什么 i 从左往右移动，j从右往左移动时，j 先移动？
因为当 i 先移动时，i 一定会往右至少移动一次，出现以下情况：
① i 不停移动，直至移动到数组右端，此时交换i，j，出现错误，如图。
② i 先移动，移动到中间某个点时，j再移动，移动到i，j相等时交换，出现错误。
相反，如果是 j 先移动， 都能使得正确交换，必须先找到小于基准值key的元素。
二、快速排序完整代码
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
int a[10001];
int n;
void swap(int a1,int b1) {int w=a[a1];a[a1]=a[b1];a[b1]=w;} //交换函数
void qsort1(int begin,int end) // 快排的实现
{
if(begin > end) return ; // 退出快排函数 避免出现死循环
int tem=a[begin]; // 记录基准点
int i=begin,j=end;
while(i!=j)
{
while(a[j]>=tem && i<j) j--; //从右边开始找小于基准点的数
while(a[i]<=tem && i<j) i++; //从左边开始找大于基准点的数
if(i<j) swap(i,j);
}
a[begin]=a[i]; // 交换基准点和第i个 确保基准点左边全部比其小 右边全部不它大
a[i]=tem;
qsort1(begin,i-1); // 继续分成两个部分进行快速排序
qsort1(i+1,end);
}
int main()
{
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++)
scanf("%d",&a[i]);
qsort1(1,n);
for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d ",a[i]);
// system("pause");
return 0;
}三、算法的性能分析
时间复杂度：
理想情况：每次都尽可能将左端数组和右端数组等分递归，这样通过计算得出
时间复杂度与归并排序相同，为
最差情况：不难发现，当排序数组为顺序或者逆序时，每次 i，j 的移动都是从左到右
时间计算 会与冒泡排序相同 复杂度为
一般情况下，快速排序的时间复杂度为 ，但是不稳定。
洛谷—排序P1177 这道题，数据仍然卡快速排序，时间复杂度来到 ,需要对其进行优化。
四、快速排序优化
上述快速排序总是将基准值默认为数组中第一个元素，当数组成顺序或者逆序时，出现最慢的情况。
优化方法：在排序数组中随机选择一个数作为基准数进行排序。
基准数随机的结果：
①运行时间与输入数据的次序无关
②无特定输入数据匹配最差情况
③最差情况仅仅由随机数生成器所决定
对随机化快速排序的时间复杂度： （不稳定）
四、sort() 函数
在C++中使用sort()函数需要使用#include<algorithm>头文件。algorithm意为"算法",是C++的标准模版库（STL）中最重要的头文件之一，提供了大量基于迭代器的非成员模版函数。
可以简单使用 sort() 函数对数组进行排序
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<algorithm>
int main()
{
int n,a[10001];
scanf("%d",&n);
for(int i=1;i<=n;i++) scanf("%d",&a[i]);
sort(a+1,a+1+n); // 使数组从 a[1] 到 a[n] 排序
for(int i=1;i<=n;i++) printf("%d ",a[i]);
return 0;
}
