快速排序【】C语言完整代码及其设计思路

好的，以下是快速排序的C语言完整代码及其设计思路：

### 设计思路

快速排序的基本思想是通过一趟排序将待排序序列分成两部分，其中一部分的所有元素均比另一部分的所有元素小，然后再对这两部分分别进行快速排序，最终整个序列有序。

具体实现时，我们选择一个基准元素（通常为待排序序列的第一个元素），将序列中所有比它小的元素放在它的左边，所有比它大的元素放在它的右边，然后分别对左右两部分递归地进行快速排序，直到整个序列有序为止。

### C语言代码

#include <stdio.h>

void quicksort(int arr[], int left, int right) {
    int i, j, pivot, tmp;
    if (left < right) {
        i = left;
        j = right;
        pivot = arr[left];
        while (i < j) {
            while (i < j && arr[j] >= pivot) {
                j--;
            }
            if (i < j) {
                arr[i] = arr[j];
                i++;
            }
            while (i < j && arr[i] <= pivot) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                arr[j] = arr[i];
                j--;
            }
        }
        arr[i] = pivot;
        quicksort(arr, left, i - 1);
        quicksort(arr, i + 1, right);
    }
}

int main() {
    int arr[] = {9, 3, 2, 7, 1, 6, 8, 5, 4};
    int len = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    int i;
    printf("Before sorting: ");
    for (i = 0; i < len; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    quicksort(arr, 0, len - 1);
    printf("After sorting: ");
    for (i = 0; i < len; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
    return 0;
}

这段代码中，我们定义了一个名为 `quicksort` 的函数，它接受三个参数：待排序的数组 `arr`，数组中待排序部分的左右边界 `left` 和 `right`。在函数中，我们首先判断左右边界是否满足 `left < right`，如果满足，则进行以下操作：

1. 初始化两个指针 `i` 和 `j`，分别指向待排序部分的左右边界；
2. 选择一个基准元素 `pivot`，通常为待排序部分的第一个元素；
3. 从右向左扫描数组，找到第一个比基准元素小的元素，将它移到基准元素的左边；
4. 从左向右扫描数组，找到第一个比基准元素大的元素，将它移到基准元素的右边；
5. 重复步骤3和4，直到 `i` 和 `j` 相遇；
6. 将基准元素移到相遇点，这样就将数组分成了两部分；
7. 分别对左右两部分递归进行快速排序。

最后，在 `main` 函数中，我们定义了一个数组 `arr`，对它进行快速排序，并输出排序前后的结果。

注意，这里我们选择了数组的第一个元素作为基准元素，实际上还可以选择其他元素，例如中间的元素、随机的元素等等，这样可以避免某些特殊情况下快速排序的性能退化。