快速排序是由 C.A.R.Hoare 於 1962 年發明的遞迴排序演算法。它非常高效,通常用於對儲存在陣列中的專案列表進行排序。
快速排序通常寫成一個包含 3 個形參的遞回函數,這 3 個形參可以定義要排序的陣列的一部分,它們分別是,一個包含專案列表的陣列 arr,以及兩個下標 start 和 end,表示要排序的 arr 陣列段的開始和結束。可以將這 3 個形參寫作 arr[start .. end]。要對整個陣列進行排序,可以呼叫快速排序,將 start 設定為 0,並將 end 設定為陣列大小減 1。
快速排序的工作原理如下,如果 start 大於或等於 end,那麼被排序的 arr 段最多有一個元素,因此已經排序,在這種情況下,快速排序立即返回。否則,快速排序將通過選擇 arr[start .. end] 中的一個元素作為一個基準元素,來對 arr[start .. end] 進行分割區,然後重新排列 arr[start .. end],以便所有小於基準的條目都在基準的左側,所有大於或等於基準的條目都在基準的右側。
實際上,分割區步驟重新排列了 arr[start..end],以使它由子列表 1、基準元素和子列表 2 組成,如圖 1 所示。
圖 1 快速排序以基準元素為中心進行分割區