已知无序序列 arr=[3, 8, 19,20, 4, 9, 16, 5,10] 请用快速排序算法对该序列进行排序。 要求书写排序过程。

快速排序是一种常用的分治算法，它通过选择一个基准值（pivot），然后将数组分为两部分，一部分包含所有小于基准值的元素，另一部分包含所有大于基准值的元素，最终递归地对这两部分再进行排序。以下是使用Python描述的快速排序过程，以给定的无序序列 `arr` 为例：

def quicksort(arr):
    if len(arr) <= 1:  # 基准条件，序列只有一个元素或者为空，无需排序
        return arr
    
    pivot = arr[0]  # 首元素作为第一次划分的基准
    less_than_pivot = [x for x in arr[1:] if x < pivot]  # 存储小于基准的元素
    greater_than_pivot = [x for x in arr[1:] if x >= pivot]  # 存储大于等于基准的元素

    # 递归地对左右两部分进行排序
    sorted_left = quicksort(less_than_pivot)
    sorted_right = quicksort(greater_than_pivot)

    return sorted_left + [pivot] + sorted_right  # 返回排序后的序列

# 测试输入
arr = [3, 8, 19, 20, 4, 9, 16, 5, 10]
sorted_arr = quicksort(arr)
print("Sorted array:", sorted_arr)

在这个例子中，每次分割都会导致数组长度减半，直到只剩下一个元素或空数组，整个过程可以理解为一棵二叉树结构。最后，我们将排好序的小于基准的部分、基准值本身和大于基准的部分连接起来得到完整的排序序列。