From Gossip@caterpillar

Algorithm Gossip: 快速排序法（二）

說明

在快速排序法（一）中，每次將最左邊的元素設為軸，而之前曾經說過，快速排序法的加速在於軸的選擇，在這個例子中，只將軸設定為中間的元素，依這個元素作基準進行比較，這可以增加快速排序法的效率。

解法

在這個例子中，取中間的元素s作比較，同樣的先得右找比s大的索引 i，然後找比s小的索引 j，只要兩邊的索引還沒有交會，就交換 i 與 j 的元素值，這次不用再進行軸的交換了，因為在尋找交換的過程中，軸位置的元素也會參與交換的動作，例如：

41　24　76　11　45　64　21　69　19　36

首先left為0，right為9，(left+right)/2 = 4（取整數的商），所以軸為索引4的位置，比較的元素是45，您往右找比45大的，往左找比45小的進行交換：

41　24　76*　11　[45]　64　21　69　19　*36
41　24　36　11　45*　64　21　69　19*　76
41　24　36　11　19　64*　21*　69　45　76
[41　24　36　11　19　21]　[64　69　45　76]

完成以上之後，再初別對左邊括號與右邊括號的部份進行遞迴，如此就可以完成排序的目的。

實作

#include <stdio.h> 
#include <stdlib.h> 
#include <time.h> 
#define MAX 10 
#define SWAP(x,y) {int t; t = x; x = y; y = t;} 

void quicksort(int[], int, int); 

int main(void) { 
    int number[MAX] = {0}; 
    int i, num;  

    srand(time(NULL)); 

    printf("排序前："); 
    for(i = 0; i < MAX; i++) { 
        number[i] = rand() % 100; 
        printf("%d ", number[i]); 
    } 

    quicksort(number, 0, MAX-1); 

    printf("\n排序後："); 
    for(i = 0; i < MAX; i++) 
        printf("%d ", number[i]); 
    
    printf("\n"); 

    return 0; 
} 

void quicksort(int number[], int left, int right) { 
    int i, j, s; 

    if(left < right) { 
        s = number[(left+right)/2]; 
        i = left - 1; 
        j = right + 1; 

        while(1) { 
            while(number[++i] < s) ;  // 向右找 
            while(number[--j] > s) ;  // 向左找 
            if(i >= j) 
                break; 
            SWAP(number[i], number[j]); 
        } 

        quicksort(number, left, i-1);   // 對左邊進行遞迴 
        quicksort(number, j+1, right);  // 對右邊進行遞迴 
    } 
}

Java

public class QuickSort {
    public static void sort(int[] number) {
        sort(number, 0, number.length-1);
    }
    
    private static void sort(int[] number, 
                             int left, int right) {
        if(left < right) { 
            int s = number[(left+right)/2]; 
            int i = left - 1; 
            int j = right + 1; 

            while(true) { 
                // 向右找
                while(number[++i] < s) ;
                // 向左找
                while(number[--j] > s) ; 
                if(i >= j) 
                    break; 
                swap(number, i, j); 
            } 

            sort(number, left, i-1);   // 對左邊進行遞迴 
            sort(number, j+1, right);  // 對右邊進行遞迴 
        }
    }
    
    private static void swap(int[] number, int i, int j) {
        int t; 
        t = number[i]; 
        number[i] = number[j]; 
        number[j] = t;
    }
}