快速排序存在的意义
我们在进行数据处理的时候，要把无序的数据变换成有序的数据，这个时候就需要一些特定的算法来替我们解决问题。比如说大家入门C语言时都会学的时间复杂度为O(n^2)的冒泡排序：
其通过无序区中相邻关键字的比较与位置交换，使得关键字较小的记录逐渐往上"漂浮"，直到"水面"。整个算法从最下面的记录开始，对每两个相邻记录的关键字进行比较，让关键字较小的记录换到关键字较大的记录位置之上，直到数组变成有序为止，具体实现为：
void BubbleSort(int* a, int n)
{
for (int i = 0; i < n; i++) // 决定排序的趟数-->总共n趟
{
for (int j = 1; j < n - i; j++) // 一趟进行比较的次数
{
if (a[j - 1] > a[j]) // 若前一个数比后一个数大，就交换
{
int tem = a[j-1];
a[j-1] = a[j];
a[j] = tem;
}
}
}
}
通过这个办法可以将无序的数据通过从小到大的规律排列起来，使其变得有序。但大家也能看到它循环的次数取决于数字的个数，倘若是1w个数据，10w个数据，100w个数据，那不得墨迹死了.......
哎！所以今天就给大家介绍个比冒泡排序快千百倍的男人：快速排序
快速排序的思想
快速排序的核心思想就是四个字：分而治之
简单来说就是在一堆数据里面，找到一个基准点数据（pivot），以这一个基准点为中心，将这一段区域划分为两段不同的区域：在基准点左边的数比基准点小，在右边的比其大，划分完毕之后利用递归的方法，再次进入划分，每一次递归都会把一段数据变得有序，最终经过计算机哥哥的重重努力，一段无序的数据就会变得有序啦！
废话不多说直接上例子！
我们的目的是把这一段数据用快速排序变得有序，我们需要一个基准点数据（pivot）和两个下标（high和low）来做到。基准点是分区的标志。 high和low就是两个下标，用来遍历数组。
从图中可以看到我们选择的基准点 int pivot=50，我们需要把比50小的数字排在左边，比50大的数字排在右边，那么我们就利用替换的方法，先从a[high]下手，如果a[high]所指向的数字比50小，那么我们就让它赋值给a[low]，以达到数值替换的目的。如果a[high]>=50，则我们继续使得high--，直到遇到a[high]所指向的数字<50为止。
(黄色数字是a[high]和a[low]赋值后的数据)
随后，使得low++，如果a[low]>=50，则让a[high]=a[low],使得数据替换，大的数据在右。如果a[low]<=50,则使得low++，一直找到a[low]>50的数字为止。
！！！在所示的快排算法中当low==high时，初次遍历即结束。（还有更好的快排算法，下次讲0v0）
分区的逻辑算法：
int partition(int a[], int low, int high) {
int pivot = a[low];
while (low < high) {
while (a[high] >= pivot && low < high) {
high--;
}
a[low] = a[high];
while (a[low] <= pivot && low < high) {
low++;
}
a[high] = a[low];
}
a[low] = pivot;
return low; //返回值为基准点的下标
}
就由此一步步反复操作....
a[high]<50, a[low]=a[high]
low++, a[low]>50, a[high]=a[low]
high--, a[low]=a[high]
如此循环往复，一直到了low=high的时候，循环结束。
最后令最初的基准点 pivot覆盖掉a[high]（a[low]此时于a[high]相等），就这样第一次分区结束。a[4]左边的数据均比50要小，右边的数据均比50要大，开始火热（有序）了起来呢！
随后进入递归。
void Quicksort(int a[], int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotpos = partition(a, low, high);//得到基准点下标
Quicksort(a, low, pivotpos - 1);//在50之前的区域再分区排序
Quicksort(a, pivotpos + 1, high);//在50之后的区域再进行分区排序
}
}
最后结果如下所示
恭喜你初步理解了快速排序的思想。离成功人士又进了一步！！！
学习资料来源：【十大排序算法】----冒泡排序（详细图解分析+实现，小白一看就会）-CSDN博客
全网最清晰快速排序，看完快排思想和代码全部通透，不通透你打我！_哔哩哔哩_bilibili
以及Acwing
附上源码：
#include <bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int n = 1e6 + 10;
int a[n];
int partition(int a[], int low, int high) {
int pivot = a[low];
while (low < high) {
while (a[high] >= pivot && low < high) {
high--;
}
a[low] = a[high];
while (a[low] <= pivot && low < high) {
low++;
}
a[high] = a[low];
}
a[low] = pivot;
return low;
}
void Quicksort(int a[], int low, int high) {
if (low < high) {
int pivotpos = partition(a, low, high);
Quicksort(a, low, pivotpos - 1);
Quicksort(a, pivotpos + 1, high);
}
}
int main() {
int n ;
cin >> n;
for (int i = 0; i < n; i++) {
scanf("%d",&a[i]);
}
partition(a, 0, n - 1);//排序，分区
Quicksort(a, 0, n - 1);//递归
for (int i = 0; i < n; i++) {
cout << a[i];
cout << ' ';
}
} //大量数据记得用scanf和printf，这两兄弟比cin和cout两姐妹快不少。
新人第一次发作品捏，如有出错欢迎指正，蟹蟹各位大佬智齿！
