【快速排序的详细过程】快速排序（Quick Sort）是一种基于分治策略的高效排序算法，由英国计算机科学家托尼·霍尔（Tony Hoare）于1960年提出。其核心思想是通过选择一个“基准值”（pivot），将数组分为两部分：一部分比基准值小，另一部分比基准值大，然后递归地对这两部分进行排序。
一、快速排序的基本步骤
1. 选择基准值
从数组中选择一个元素作为基准值。常见的选择方式有：选第一个元素、最后一个元素、中间元素或随机选择。
2. 分区操作
将数组中的元素划分为两个子数组：
- 左边子数组包含所有小于基准值的元素；
- 右边子数组包含所有大于基准值的元素。
3. 递归排序
对左右两个子数组重复上述过程，直到子数组长度为0或1时停止。
二、快速排序的执行过程（以数组 [5, 3, 8, 4, 2] 为例）
| 步骤 | 基准值 | 数组状态 | 分区后数组 |
| 1 | 5 | [5, 3, 8, 4, 2] | [3, 2, 5, 8, 4] |
| 2 | 3 | [3, 2] | [2, 3] |
| 3 | 8 | [8, 4] | [4, 8] |
| 4 | 5 | [5] | [5] |
最终排序结果：[2, 3, 4, 5, 8
三、快速排序的特点
| 特点 | 说明 |
| 时间复杂度 | 平均 O(n log n)，最坏 O(n²)（当每次选择的基准值都是最大或最小值时） |
| 空间复杂度 | O(log n)（递归调用栈） |
| 稳定性 | 不稳定（相同元素可能被交换位置） |
| 适用场景 | 适用于数据量较大、内存有限的环境 |
四、快速排序的优化方法
1. 随机选择基准值：避免最坏情况发生。
2. 三数取中法：选择首、中、尾三个元素的中位数作为基准值。
3. 小数组切换到插入排序：当子数组较小时（如小于15个元素），使用插入排序更高效。
五、总结
快速排序是一种高效的排序算法，通过分治策略实现排序，具有较高的平均效率。尽管在最坏情况下性能较差，但通过合理的选择基准值和优化手段，可以显著提升其实际应用效果。在实际编程中，快速排序常用于处理大规模数据集的排序任务。