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快速排序是一種高效的排序算法，它的基本思想是通過一趟排序?qū)⒋判虻臄?shù)據(jù)分割成獨(dú)立的兩部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比另一部分的所有數(shù)據(jù)要小，然后再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個(gè)排序過程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個(gè)數(shù)據(jù)變成有序序列。
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快速排序的步驟如下：
1、選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，通常選擇第一個(gè)元素或者最后一個(gè)元素。
2、通過一趟排序?qū)⒋判虻臄?shù)據(jù)分割成兩個(gè)區(qū)域，使得一部分的所有數(shù)據(jù)都比另外一部分的所有數(shù)據(jù)都要小。
3、然后再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個(gè)排序過程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個(gè)數(shù)據(jù)變成有序序列。
下面是一個(gè)簡單的Python實(shí)現(xiàn)：
def quick_sort(arr):
if len(arr) <= 1:
return arr
pivot = arr[len(arr) // 2]
left = [x for x in arr if x < pivot]
middle = [x for x in arr if x == pivot]
right = [x for x in arr if x > pivot]
return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)
arr = [3,6,8,10,1,2,1]
print(quick_sort(arr))
在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，我們首先檢查數(shù)組的長度，如果長度小于等于1，那么直接返回?cái)?shù)組，接著，我們選擇一個(gè)基準(zhǔn)元素，這里我們選擇數(shù)組的中間元素，我們將數(shù)組分為三部分：小于基準(zhǔn)元素的部分、等于基準(zhǔn)元素的部分和大于基準(zhǔn)元素的部分，我們對左右兩部分分別進(jìn)行快速排序，并將結(jié)果拼接在一起。
需要注意的是，這個(gè)實(shí)現(xiàn)并不是最優(yōu)的快速排序?qū)崿F(xiàn)，在實(shí)際應(yīng)用中，我們通常會使用更高效的分區(qū)策略，三數(shù)取中法”或“Lomuto劃分法”，為了避免遞歸調(diào)用導(dǎo)致的棧溢出問題，我們還可以使用迭代的方式進(jìn)行快速排序。
下面是一個(gè)使用迭代方式實(shí)現(xiàn)的快速排序：
def quick_sort(arr):
if len(arr) <= 1:
return arr
stack = [(0, len(arr) 1)]
while stack:
low, high = stack.pop()
pivot = arr[low + (high low) // 2]
i, j = low, high
while i <= j:
while arr[i] < pivot:
i += 1
while arr[j] > pivot:
j = 1
if i <= j:
arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
i += 1
j = 1
if low < j:
stack.append((low, j))
if i < high:
stack.append((i, high))
return arr
arr = [3,6,8,10,1,2,1]
print(quick_sort(arr))
在這個(gè)實(shí)現(xiàn)中，我們使用一個(gè)棧來存儲待排序的子數(shù)組的邊界，每次從棧中彈出一個(gè)子數(shù)組，對其進(jìn)行快速排序，并將排序后的子數(shù)組的邊界壓入棧中，這樣，我們可以在不使用遞歸的情況下實(shí)現(xiàn)快速排序。
本文標(biāo)題：python快速排序法
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