零、说明
<待更新>
一、先写测试代码
#include <assert.h>
void quicksort(int *arr, int len) {
}
int main() {
int data[] = {3, 55, -4, 12, -73, 127, 6, 19, 1, 8};
quicksort(data, sizeof(data) / sizeof(int));
// test
assert(data[0] == -73);
assert(data[1] == -4);
assert(data[2] == 1);
assert(data[3] == 3);
assert(data[4] == 6);
assert(data[5] == 8);
assert(data[6] == 12);
assert(data[7] == 19);
assert(data[8] == 55);
assert(data[9] == 127);
return 0;
}
二、实现Wikipedia的算法
找到Wikipedia的伪代码
algorithm quicksort(A, lo, hi) is
if lo < hi then
p := partition(A, lo, hi)
quicksort(A, lo, p - 1 )
quicksort(A, p + 1, hi)
algorithm partition(A, lo, hi) is
pivot := A[hi]
i := lo - 1
for j := lo to hi - 1 do
if A[j] < pivot then
i := i + 1
swap A[i] with A[j]
if A[hi] < A[i + 1] then
swap A[i + 1] with A[hi]
return i + 1
可以看到，quicksort的参数和我写的不同，Wikipedia的quicksort可以指定开始元素和结束元素。我认为，一般不需要指定开始元素，把这个三个参数的函数命名为_quicksort，代码实现照抄Wikipedia即可，变量名也保持和这个伪代码相同，除了把A改为arr。
完成代码如下：
include <assert.h>
void swap(int *a, int *b) {
int temp = *a;
*a = *b;
*b = temp;
}
int partition(int *arr, int lo, int hi) {
int pivot = *(arr + hi);
int i = lo - 1;
for (int j = lo; j <= hi - 1; j++) {
if (*(arr + j) < pivot) {
i++;
swap(arr + i, arr + j);
}
}
if (*(arr + hi) < * (arr + i + 1)) {
swap(arr + i + 1, arr + hi);
}
return i + 1;
}
void _quicksort(int *arr, int lo, int hi) {
if (lo < hi) {
int p = partition(arr, lo, hi);
_quicksort(arr, lo, p - 1);
_quicksort(arr, p + 1, hi);
}
}
void quicksort(int *arr, int len) {
_quicksort(arr, 0, len - 1);
}
int main() {
int data[] = {3, 55, -4, 12, -73, 127, 6, 19, 1, 8};
quicksort(data, sizeof(data) / sizeof(int));
// test
assert(data[0] == -73);
assert(data[1] == -4);
assert(data[2] == 1);
assert(data[3] == 3);
assert(data[4] == 6);
assert(data[5] == 8);
assert(data[6] == 12);
assert(data[7] == 19);
assert(data[8] == 55);
assert(data[9] == 127);
return 0;
}
三、性能测试
四、算法优化说明
目前这个代码有两个地方可以改进。
1、接口设计
要排序的数组元素只能为int类型，不能支持更多类型。本文不会对此方面改进，因为本文主要关注算法，而非软件封装，如果你想做，可以参考qsort支持多数据类型的C语言排序](https://www.jianshu.com/p/8ed18338adac)。
2、算法优化
有以下优化思路
- 改进算法
- 把递归转化为迭代
- 和其它排序算法配合
五、算法改进
<待更新>
六、把递归改为迭代
<待更新>
七、和插入排序结合
<待更新>
参考文献
https://en.wikipedia.org/wiki/Quicksort
dietlibc
The GNU C Library (glibc)
