快速排序(Quick Sort)是一種高效的排序算法,其基本原理是分治法(Divide and Conquer)。在C++中,快速排序函數(shù)的原理可以簡述為以下幾個步驟:
選取一個基準(zhǔn)元素(pivot):從數(shù)組中選擇一個元素作為基準(zhǔn),通常選擇第一個元素、最后一個元素或者隨機選擇一個元素。
劃分(Partition):將數(shù)組中的元素按照與基準(zhǔn)元素的大小關(guān)系進行劃分,使得基準(zhǔn)元素左邊的所有元素都小于等于基準(zhǔn)元素,而右邊的所有元素都大于等于基準(zhǔn)元素。這個過程稱為劃分。
對子序列進行遞歸排序:將基準(zhǔn)元素左邊和右邊的子序列分別進行遞歸調(diào)用快速排序函數(shù),直到子序列的長度為1或0。
合并:由于子序列已經(jīng)是有序的,所以在遞歸返回的過程中,整個序列就變得有序了。
快速排序的平均時間復(fù)雜度為O(nlogn),空間復(fù)雜度為O(logn)。在最壞情況下(輸入數(shù)據(jù)已經(jīng)有序),時間復(fù)雜度會退化為O(n^2)。但是,通過隨機選擇基準(zhǔn)元素或者使用三點取樣等方法,可以降低最壞情況發(fā)生的概率,從而提高算法的性能。