详解快速排序算法原理与使用方法

快速排序算法是一种基于比较的排序算法，其使用递归的方法对待排序序列进行排序。快速排序的特点是可以通过递归的方式，在每次排序中选择一个元素作为枢轴（pivot），将待排序序列分成两个部分，其中一个部分所有元素都比枢轴小，另一个部分所有元素都比枢轴大，然后对这两个部分分别递归进行快速排序，直到所有元素都排序完成。

下面是快速排序算法的完整攻略：

快速排序的基本思想

1. 选择一个元素作为枢轴，将待排序序列分成两个部分，其中一个部分所有元素都比枢轴小，另一个部分所有元素都比枢轴大；
2. 对两个部分分别递归进行快速排序，直到所有元素都排序完成。

快速排序的算法实现

快速排序算法的实现分为以下几个步骤：

1. 确定枢轴

在待排序序列中选择一个元素作为枢轴，通常选择第一个元素、最后一个元素或者中间元素作为枢轴。

2. 分割序列

将待排序序列分成两个部分，其中一个部分所有元素都比枢轴小，另一个部分所有元素都比枢轴大。具体方法是通过两个指针从序列的两端开始扫描，将小于枢轴的元素交换到枢轴的左边，大于枢轴的元素交换到枢轴的右边，直到指针相遇。

3. 递归排序

对两个部分分别递归进行快速排序，直到所有元素都排序完成。

快速排序的代码实现

下面是使用python实现的快速排序算法的代码，其中使用了递归和分治的思想：

def quick_sort(array):
    if len(array) <= 1:
        return array
    pivot = array[0]
    left = [x for x in array[1:] if x < pivot]
    right = [x for x in array[1:] if x >= pivot]
    return quick_sort(left) + [pivot] + quick_sort(right)

快速排序的示例说明

示例1

输入: [10,80,30,90,50,40,70]

输出: [10,30,40,50,70,80,90]

解释: 以第一个元素10为枢轴，把原数组分为[80,30,90,50,40,70]和[]。对其中的[80,30,90,50,40,70]进行快排，则枢轴为80，分为[30,50,40,70]和[90]。接着对其中的[30,50,40,70]进行快排，枢轴为30，分为[50,40,70]和[]，对于[50,40,70]再次递归排序。最终得到[10,30,40,50,70,80,90]。

示例2

输入: [38,65,97,76,13,27]

输出: [13,27,38,65,76,97]

解释: 以第一个元素38为枢轴，把原数组分为[65,97,76]和[13,27]。对其中的[65,97,76]进行快排，枢轴为65，分为[97,76]和[]。接着对其中的[97,76]进行快排，枢轴为97，分为[76]和[]。对于[76]递归排序，最终得到[13,27,38,65,76,97]。