先贴上代码：Random快排，快排的非递归实现

设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为主元，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；

2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；

3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j--)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；

4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；

5）重复第3、4步，直到i=j；

快排的时间复杂度O(nlogn)

 

快排的非递归实现，主元并没有随机选取。

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <vector>
#include <stack>
int partition(int a[], int left, int right) //partition函数以第一个元素作为pivot
{
	if(a == NULL)   //做异常处理
		return -1;
	if(left >= right)
		return -1;

	int X = a[left];
	int i = left;
	int j = right;

	while(i < j)
	{
		while(i < j && a[j] > X) //从最右边找到第一个小于pivot的元素
			j--;
		if(i < j)  //因为上面的循环出来可能i == j，所以如果i < j再令a[i] = a[j] 且 i = i + 1;
			a[i++] = a[j]; //因为第一个元素是pivot已经被记录为X了，所以数组可以看做有一个空位在a[first]（a[i])
		while(i < j && a[i] <= X)
			i++;
		if(i < j)
			a[j--] = a[i]; //因为a[j]已经在上面移到了a[first]，所以a[j]是一个空位，可以用a[i]赋值
	}
	a[i] = X;
	return i;
}

void stack_implement_quickSort(int a[], int left, int right)
//如果之前看懂了如何非递归先序遍历二叉树，这个程序应该很好理解
{
	std::stack<std::pair<int, int> > s;
	int mid = partition(a, left, right);

	if(mid == -1)
		return;
	if(left < mid-1)
	{
		s.push(std::make_pair(left, mid-1));
	}
	if(mid+1 < right)
	{
		s.push(std::make_pair(mid+1, right));
	}

	while(!s.empty())
	{
		std::pair<int,int> topPair = s.top();
		s.pop();

		mid = partition(a, topPair.first, topPair.second);

		if(mid == -1)
			return;
		if(topPair.first < mid-1)
		{
			s.push(std::make_pair(topPair.first, mid-1));
		}
		if(mid+1 < topPair.second)
		{
			s.push(std::make_pair(mid+1, topPair.second));
		}
	}
}

int main(){
	int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4};
	stack_implement_quickSort(a, 0, 12);
	return 0;
}

/*采用递归的方法
void quickSort(int a[], int p, int q){
    if (p <= q){
        int r = partition(a, p, q);
        if(r == -1)
            return;
        quickSort(a, p, r-1);
        quickSort(a, r+1,q);
    }
}

int main(){
    int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4};
    quickSort(a, 0, 12);
    int i = 0;
}
*/

---

随机选取主元：

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>

int partition(int a[], int p, int q){
	int pivot = rand() % (q-p+1) + p;
	int i = p;
	int j = q;
	int key = a[pivot];

	while(i < j){

		while(i < j && a[i] < key){
			i++;
		}
		if(i < j){
			a[pivot] = a[i];
			a[i] = key;
			pivot = i;
		}

		while(i < j && a[j] >= key){
			j--;
		}
		if(i < j){
			a[pivot] = a[j];
			a[j] = key;
			pivot=j;
		}
	}
	return pivot;
}

void quickSort(int a[], int p, int q){
	if (p <= q){
		int r = partition(a, p, q);
		quickSort(a, p, r-1);
		quickSort(a, r+1,q);
	}
}

int main(){
	int a[] = {1,2,9,2,2,2,2,3,10,4,5,7,4};
	quickSort(a, 0, 12);
	int i = 0;
}