排序算法之快速排序

快排定义：

　　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）作为关键数据，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。

基本思想：

快速排序采用的思想是分治思想。

快速排序是找出一个元素（理论上可以随便找一个）作为基准(pivot),然后对数组进行分区操作,使基准左边元素的值都不大于基准值,基准右边的元素值 都不小于基准值，如此作为基准的元素调整到排序后的正确位置。递归快速排序，将其他n-1个元素也调整到排序后的正确位置。最后每个元素都是在排序后的正 确位置，排序完成。所以快速排序算法的核心算法是分区操作，即如何调整基准的位置以及调整返回基准的最终位置以便分治递归。

举例说明一下吧，这个可能不是太好理解。假设要排序的序列为

2 2 4 9 3 6 7 1 5 首先用2当作基准，使用i，j两个指针分别从两边进行扫描，把比2小的元素和比2大的元素分开。首先比较2和5，5比2大，j左移

2 2 4 9 3 6 7 1 5 比较2和1，1小于2，所以把1放在2的位置

2 1 4 9 3 6 7 1 5 比较2和4，4大于2，因此将4移动到后面

2 1 4 9 3 6 7 4 5 比较2和7，2和6，2和3，2和9，全部大于2，满足条件，因此不变

经过第一轮的快速排序，元素变为下面的样子

[1] 2 [4 9 3 6 7 5]

之后，在把2左边的元素进行快排，由于只有一个元素，因此快排结束。右边进行快排，递归进行，最终生成最后的结果。

class Program
{
    static void Main(string[] args)
    {
        int[] array = new[] { 234, 632, 23, 643, 2, 6, -2, 423, 2342, 43 };
        Console.WriteLine("排序前：");
        Console.WriteLine(string.Join(",", array));

        QuickSort(array, 0, array.Length - 1);

        Console.WriteLine("排序后：");
        Console.WriteLine(string.Join(",", array));
        Console.ReadKey();
    }
    
    /// <summary>
    /// 快速排序
    /// </summary>
    /// <param name="sources">目标数组</param>
    /// <param name="left">数组最小索引</param>
    /// <param name="right">数组最大索引</param>
    private static void QuickSort(int[] sources, int left, int right)
    {
        // 终止递归，排序完毕
        if (left > right) return;

        int pivot = sources[left], //基准数
            low = left,
            high = right;

        while (low < high)
        {
            // 从右往左递减判断
            while (low < high && sources[high] > pivot)
                --high;
            // 小于基准数的放在左边
            sources[low] = sources[high];

            // 从左往右递增判断
            while (low < high && sources[low] < pivot)
                ++low;
            // 大于基准数的放在右边
            sources[high] = sources[low];
        }
        // 一遍排序后，左边都小于基准数，右边都大于基准数
        sources[low] = pivot;

        // 分区递归
        QuickSort(sources, left, low - 1);
        QuickSort(sources, low + 1, right);
    }
}