1. 快速排序的非递归版本

🆒🐧关键思路：
🍎① 参数中的begin和end来界定，是随着函数的调用自动保存在栈帧中的，而我们需要用栈这种数据结构来模拟这个过程。

🍎② 如果决定先排 keyi左边的元素的话，就要先把 keyi右边的元素先入栈(因为栈是后进先出的)

🍎③ 每次取两个元素，分别表示待排序区间下标的 起点和终点。

🍎④ if (left < keyi - 1)，if (keyi + 1 < right)因为要保证遍历的区间是有效的，所以需要这两个判断。

• 先把 key 左边的区间都按照规律入栈然后排序，只有把 key左边的都排好序之后，才会开始走 key右边的逻辑
  

// 快速排序的非递归法
void QuickSortNonR(int* a, int begin, int end)
{ST s;STInit(&s);STPush(&s, end);STPush(&s, begin);while (!STEmpty(&s)){int left = STTop(&s);STPop(&s);int right = STTop(&s);STPop(&s);int keyi = PartSort3(a, left, right);// [left, keyi-1] keyi [keyi+1, right]if (left < keyi - 1){STPush(&s, keyi - 1);STPush(&s, left);}if (keyi + 1 < right){STPush(&s, right);STPush(&s, keyi + 1);}}STDestroy(&s);
}

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2. 快速排序

• 🍎基本思想：
• 任取待排序元素序列中的某元素作为基准值，按照该排序码将待排序集合分割成两子序列，左子序列中所有元素均小于基准值，右子序列中所有元素均大于基准值，然后最左右子序列重复该过程，直到所有元素都排列在相应位置上为止。

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• 🆒快速排序有三个版本：

2.1 hoare 版本一

int PartSort1(int* a, int begin, int end)
{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int left = begin, right = end;int keyi = begin;while (left < right){// 右边找小while (left < right && a[right] >= a[keyi]){--right;}// 左边找大while (left < right && a[left] <= a[keyi]){++left;}Swap(&a[left], &a[right]);}Swap(&a[left], &a[keyi]);return left;
}

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2.2 挖坑法 🐧版本二

int PartSort2(int* a, int begin, int end)
{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int key = a[begin];int hole = begin;while (begin < end){// 右边找小，填到左边的坑while (begin < end && a[end] >= key){--end;}a[hole] = a[end];hole = end;// 左边找大，填到右边的坑while (begin < end && a[begin] <= key){++begin;}a[hole] = a[begin];hole = begin;}a[hole] = key;return hole;
}

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2.3 前后指针 版本三

int PartSort3(int* a, int begin, int end)
{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int keyi = begin;int prev = begin;int cur = prev + 1;while (cur <= end){if (a[cur] < a[keyi] && ++prev != cur)Swap(&a[prev], &a[cur]);++cur;}Swap(&a[prev], &a[keyi]);keyi = prev;return keyi;
}

2.4 调用以上的三个版本的快排

// [begin, end]
void QuickSort(int* a, int begin, int end)
{if (begin >= end)return;int keyi = PartSort2(a, begin, end);	// 此处修改需要调用的版本QuickSort(a, begin, keyi - 1);QuickSort(a, keyi+1, end);
}

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3. 快速排序的优化

• 🍎① 三数取中法选 key
  如果不采取三数取中的方法，万一每次快排的 key都是待排序中的最大值，此时每次只能将一个数据变成有序，此时的效率极低，所以需要优化。
  

int GetMidi(int* a, int begin, int end)
{int midi = (begin + end) / 2;// begin midi end 三个数选中位数if (a[begin] < a[midi]){if (a[midi] < a[end])return midi;else if (a[begin] > a[end])return begin;elsereturn end;}else // a[begin] > a[midi]{if (a[midi] > a[end])return midi;else if (a[begin] < a[end])return begin;elsereturn end;}
}

• 🍎② 递归到小的子区间时，可以考虑使用插入排序.
  当小区间的时候，因为用递归的话，会消耗更多的资源，效率较低。
  

void QuickSort(int* a, int begin, int end)
{if (begin >= end)		return;if (end - begin + 1 <= 10){InsertSort(a + begin, end - begin + 1);}else{int midi = GetMidi(a, begin, end);Swap(&a[midi], &a[begin]);int left = begin, right = end;int keyi = begin;while (left < right){// 右边找小while (left < right && a[right] >= a[keyi]){--right;}// 左边找大while (left < right && a[left] <= a[keyi]){++left;}Swap(&a[left], &a[right]);}Swap(&a[left], &a[keyi]);keyi = left;// [begin, keyi-1] keyi [keyi+1, end]QuickSort(a, begin, keyi - 1);QuickSort(a, keyi + 1, end);}
}