fortran快速排序算法，示例对一维数组进行排序

0. 引言
1. 快速排序方法(QuickSqrt)代码实现
2. 结语

0. 引言

快速排序（QuickSort）是一种常用的排序算法，采用分治策略实现。它的基本思想是通过一趟排序将待排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另一部分小。然后对这两部分数据分别进行递归排序，最后将两部分数据合并起来。

具体步骤如下：

1. 选择一个基准元素（pivot），通常选择数组的第一个元素。

2. 将数组分成两部分，使得左边的元素都小于等于基准元素，右边的元素都大于等于基准元素。这个过程称为分区（partition）。

3. 对左边的子数组和右边的子数组分别进行递归调用快速排序。

4. 最后将左边的子数组、基准元素和右边的子数组合并起来。

步骤2中的分区可以使用多种方式实现，其中一种常用的方式是通过两个指针（i和j）从数组的两端开始，i从左开始往右移动，j从右开始往左移动。当遇到左边的元素大于基准元素并且右边的元素小于基准元素时，交换这两个元素。不断移动指针直到i和j相遇，然后将基准元素和指针相遇位置的元素交换。

快速排序的时间复杂度为O(nlogn)，其中n为数组的长度。最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，发生在数组已经有序的情况下。为了避免最坏情况发生，可以选择随机选取基准元素。

快速排序是一种原地排序算法，即不需要额外的辅助空间。

本篇基于Fortran代码对上述流程进行实现，参考了网上的一些文章，下面是示例代码及主要过程实现。

1. 快速排序方法(QuickSqrt)代码实现

下面是快速排序算法实现过程和示例代码，主要算法在module文件中，示例实现了对一维数组的排序。

! 调用快速排序函数示例代码program mainuse, intrinsic ::  iso_fortran_envuse base_mathreal(real64),allocatable :: array(:),array2(:),array3(:)real(real64) :: t_beg,t_end,t_sampleinteger(int32) :: iallocate( array(12) ) ! 假定数组长度为12call random_seedcall random_number(array) ! 生成随机数组array2 = arraycall cpu_time(t_beg)call QuickSort(array) !> 快速排序call cpu_time(t_end)t_quick = t_end - t_beg ! 计时print *,"    排序前  ","    排序后"do i = 1, size(array2)write(*, '(f12.7,1X,f12.7,1X,f12.7)')array2(i),array(i)enddo

快速排序结果展示：

! module文件，存储快速排序的函数体module base_math
use, intrinsic ::  iso_fortran_env
implicit nonecontains  ! quickSort 算法
recursive subroutine QuickSort(Array)implicit nonereal(real64), intent(in out), dimension(:) :: Arrayinteger(int32) :: indexif(size(Array) <= 1) returncall Partition(Array, index)call QuickSort(Array(:index-1))call QuickSort(Array(index:))
end subroutine QuickSort! 分区过程
subroutine Partition(Array, marker)implicit nonereal(real64), intent(in out), dimension(:) ::Arrayinteger(int32), intent(out) :: markerinteger(int32) :: i, jreal(real64) :: tempreal(real64) :: pivot      ! pivot pointpivot = Array(1)i= 0j= size(Array) + 1doj = j-1doif (Array(j) <= pivot) exitj = j-1end doi = i+1doif (Array(i) >= pivot) exiti = i+1end doif (i < j) thentemp = Array(i)Array(i) = Array(j)Array(j) = tempelseif (i == j) thenmarker = i+1returnelsemarker = ireturnendifend do
end subroutine Partitionend module base_math