C语言实现快速排序算法详解及示例

快速排序算法是一种高效的排序算法，其基本思想是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，然后分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序的目的。这段C语言代码实现了快速排序的核心步骤。 首先，`quick_sort`函数是整个排序过程的主入口，它接收一个整型数组`arr`，以及两个索引`low`和`high`作为参数。如果`low`小于`high`，则表明还有未排序的部分，程序会进入递归调用： 1. `pivot`变量被设置为`arr[high]`，作为当前子数组的基准值。 2. `partition`函数被调用，用于将数组划分为两部分。这个函数接受相同的数组和两个索引，`i`初始化为`low - 1`，`j`从`low`开始遍历。对于每个元素`arr[j]`，如果小于`pivot`，就将`i`递增，并调用`swap`函数交换`arr[i]`和`arr[j]`的位置。这样，`arr[i+1]`将位于正确的位置，即所有小于`pivot`的元素都在它的左边，大于或等于`pivot`的元素在其右边。 3. 完成遍历后，`arr[i+1]`就是新的基准值位置，将其与`arr[high]`（原基准值）交换，然后返回`i+1`作为新的划分点。 4. 在`quick_sort`内部，递归地对基准值左侧（`low`到`pivot-1`）和右侧（`pivot+1`到`high`）的子数组进行同样的操作，直到所有元素都有序。 `swap`函数是一个简单的辅助函数，用于交换两个整型指针所指向的元素值，通过临时变量`temp`实现元素值的交换。 在`main`函数中，定义了一个包含整数的数组`arr`，并计算其长度。然后调用`quick_sort(arr, 0, n-1)`对整个数组进行排序，最后使用`for`循环打印出排序后的数组元素，展示排序结果。 这段C语言代码展示了快速排序的基本实现，它利用了分治策略，具有较高的平均时间复杂度为O(n log n)，在实际应用中表现出良好的性能。快速排序是许多编程面试中常见的问题，理解和掌握这段代码有助于深入理解排序算法的工作原理。