面试必备：亲手实现快速排序算法

"快速排序是一种高效的排序算法，常在面试中作为考察点。本文提供了一个由作者编写的快速排序算法实现，适用于数据结构的学习和面试准备。" 快速排序算法是计算机科学中一种非常重要的内部排序算法，由C.A.R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是采用分治法（Divide and Conquer）来解决排序问题。快速排序的效率高，平均时间复杂度为O(n log n)，最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)但这种情况不常见。 在这个代码示例中，快速排序的实现分为以下几个关键部分： 1. **Partition函数**：这是快速排序的核心，其作用是将数组分为两个子序列，一个子序列的所有元素都小于或等于一个基准值（pivot），另一个子序列的所有元素都大于基准值。函数接受一个整型数组`L`、起始索引`low`和结束索引`high`作为参数。首先，取数组中的第一个元素（即`L[low]`）作为基准值`pivotkey`。然后，使用两个指针`low`和`high`分别从两端开始扫描数组，当`low<high`时执行以下操作： - 如果`L[high]`小于等于`pivotkey`，则将`high`指针向左移动一位。 - 如果`L[low]`大于`pivotkey`，则将`low`指针向右移动一位。 - 当两个指针交叉时，交换`low`和`high`指向的元素，这样基准值就被放置在其最终位置，数组被分为两部分。 2. **QSort函数**：这是一个递归函数，用于执行快速排序。它接受与`Partition`相同的参数，但在`low<high`时，它会先调用自身处理数组的左半部分（`QSort(L, low, pivot-1)`），然后处理右半部分（`QSort(L, pivot+1, high)`）。这确保了每次调用都会对更小的子序列进行操作，直到所有子序列都只剩下一个元素，排序完成。 3. **主函数main**：这是测试快速排序功能的地方。首先定义一个包含10个元素的整型数组`a`，然后调用`QSort(a, 0, 9)`对其进行排序。排序完成后，遍历并打印整个数组以验证排序效果。 快速排序之所以高效，是因为大部分情况下，`Partition`函数可以将数组大致均匀地分成两部分，从而保证了递归树的平衡。此外，由于快速排序在原地修改数组，所以它不需要额外的存储空间，空间复杂度为O(log n)。然而，快速排序不是稳定的排序算法，即相等的元素可能会改变它们原有的相对顺序。在实际应用中，快速排序通常与随机化策略结合，通过随机选择基准值来提高性能的稳定性。