Python与快速排序

这个算法系列主要是自己学习算法过程中动手实践一下，写这个文章作为笔记和分享个人心得，如有错误请各位提出。

注：转载请说明出处

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问题提出：

将以下数据升序排列：5, 2, 8, 6, 4, 9, 7, 3, 1

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快速排序的原理：

快速排序的核心思想是(如下图)

1.先确定一个基准数，让后按照比较规则，如本例是升序排列，则将比基数大的放到右边，比基数小的放到左边。

2.接下来各边重复步骤1，直到全部排序完毕。

程序设计的思路就是(以上面的问题为例)

左右分别遍历比较

 #非程序代码，只用来讲解

 a = [5,2,8,6,4,9,7,3,1]   #数据
 temp              #用于保存基数
 left              #左起点
 right             #右起点
 i                 #左游标
 j                 #右游标

1.将第一个数作为基数，temp=a[left], 初始化两个游标 i=left;j=right,（当left大于right时，分类结束）。

2.先由右边 j 开始遍历(必须要先从右边开始遍历，想想为什么，后面会解答)，当遇到比基数小的停下；

然后左边 i 开始遍历，当遇到比基数大的数停下，当i<j时，交换i和j所在的数a[i], a[j] = a[j],a[i],

交换完成后，继续遍历直到 i 和 j 相遇。

3.当i 和 j 相遇，说明一次分类完成，注意此时要将基数和 i，j 相遇时所在的数交换。a[left], a[i]=a[i], a[left]

4.先处理基数左边的数字，设置左起点为left=left,右起点为right=i-1， 重复1到5步。

5.当左边的数字处理完成，再处理右边数字，设置左起点为了left=i+1, 右起点为right=right，重复1到5步。

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接下来为python程序源码:（可以到github上下载https://github.com/DIGCreat/pythonAndAlgorithms.git）

 #!/usr/bin/env python
 # -*- coding:utf8 -*-
 '''
 简介:本程序主要是用python实现快速排序，程序的功能是实现
      升序排列。
      本程序在数据量大的情况下，需要注意递归深度的问题。

 作者:King  日期:2016/08/01  版本1
 '''

 class QuickSort(object):
     '''
     self.datas:       要排序的数据列表
     _sort():          排序函数
     show():           输出结果函数

     用法：
     QuickSort(datas)  实例化一个排序对象

     QuickSort(datas)._sort(left, right)
                       开始排序，由于排序直接操作
                       self.datas, 所以排序结果也
                       保存在self.datas中, left为
                       排序的开始位置，right为排
                       序的结束位置。因此可以实现
                       局部排序

     QuickSort(datas).show()  输出结果
     '''
     def __init__(self, datas):
         self.datas = datas

     def _sort(self, left, right):
         # 排序函数，由两个游标分别从两端开始遍历
         # 左端数据要比基数小，所以判断条件是遇到
         # 比基数大的就要停下。
         # 右端的情况与左端相反。
         #
         # 注意：程序一定要先从右端开始遍历，因为
         #       两端遍历最终停下的条件肯定是相遇
         #       的时候，如果左端先移动，则最后停
         #       下时的数值肯定比基数大，若将这个
         #       数字与基数交换，则基数左边的数字
         #       就不是全部比基数小了，程序运行就
         #       不正确了。
         if(left > right):
             return
         temp = self.datas[left]
         i = left
         j = right
         while i != j:
             while(self.datas[j] >= temp and i < j):
                 j -= 1

             while(self.datas[i] <= temp and i < j):
                 i += 1

             if i < j:
                 self.datas[i], self.datas[j] = \
                         self.datas[j], self.datas[i]

         self.datas[left], self.datas[i] = self.datas[i], temp

         self._sort(left, i-1)
         self._sort(i+1, right)

     def show(self):
         print 'Result is:',
         for i in self.datas:
             print i,

         print ''

 if __name__ == '__main__':
     try:
         datas = raw_input('Please input some number:')
         datas = datas.split()
         datas = [int(datas[i]) for i in range(len(datas))]
     except Exception:
         pass

     qs = QuickSort(datas)
     qs._sort(0, len(datas)-1)
     qs.show()

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