PHP 实现快速排序

导语

这篇了解下快速排序。

快速排序

快速排序（英语：Quicksort），又称划分交换排序（partition-exchange sort），简称快排，一种排序算法，最早由东尼·霍尔提出。在平均状况下，排序 n 个项目要 O(n log n) 次比较。在最坏状况下则需要 O(n²) 次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序 O(n log n) 通常明显比其他算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地达成。

步骤为：

1. 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），
2. 重新排序数列，所有比基准值小的元素摆放在基准前面，所有比基准值大的元素摆在基准后面（相同的数可以到任何一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
3. 递归地（recursively）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

递归到最底部时，数列的大小是零或一，也就是已经排序好了。这个算法一定会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

维基百科中的介绍。核心的思想是使用递归，下面的动图很形象。

动图演示

快速排序动图 使用快速排序法对一列数字进行排序的过程

实例

<?php

$arr = [33, 24, 8, 21, 2, 23, 3, 32, 16];

function quickSort($arr)
{
    $count = count($arr);

    if ($count < 2) {
        return $arr;
    }

    $leftArray = $rightArray = array();
    $middle = $arr[0];// 基准值

    for ($i = 1; $i < $count; $i++) {
        // 小于基准值，存入左边；大于基准值，存入右边
        if ($arr[$i] < $middle) {
            $leftArray[] = $arr[$i];
        } else {
            $rightArray[] = $arr[$i];
        }
    }

    $leftArray = quickSort($leftArray);
    $rightArray = quickSort($rightArray);

    return array_merge($leftArray, array($middle), $rightArray);
    // 倒序
    // return array_merge($rightArray, array($middle), $leftArray);
}

print_r(quickSort($arr));
// Array ( [0] => 2 [1] => 3 [2] => 8 [3] => 16 [4] => 21 [5] => 23 [6] => 24 [7] => 32 [8] => 33 )

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参考资料：快速排序、PHP 快速排序算法、GIF演示排序算法。