【快速排序算法图解】快速排序（Quick Sort）是一种基于分治策略的高效排序算法，由C.A.R. Hoare在1960年提出。它通过选择一个“基准值”（pivot），将数组分为两部分，一部分小于基准值，另一部分大于基准值，然后递归地对这两部分进行排序。
以下是快速排序的基本步骤和过程总结：
一、快速排序基本步骤
| 步骤 | 操作说明 |
| 1 | 选择一个基准值（通常选第一个元素或中间元素） |
| 2 | 将比基准小的元素移到左边，比基准大的移到右边 |
| 3 | 对左右两个子数组递归执行步骤1和步骤2 |
| 4 | 当子数组长度为1或0时，停止递归 |
二、快速排序示例图解（以数组 [5, 3, 8, 4, 2] 为例）
初始数组：
`[5, 3, 8, 4, 2]`
第一步：选择基准值（假设选择第一个元素5）
- 基准值：5
- 左边：3, 2
- 右边：8, 4
第二步：对左边 `[3, 2]` 和右边 `[8, 4]` 继续排序
左边数组 `[3, 2]`：
- 基准值：3
- 左边：2
- 右边：无
右边数组 `[8, 4]`：
- 基准值：8
- 左边：4
- 右边：无
最终排序结果：
`[2, 3, 4, 5, 8]`
三、快速排序特点总结
| 特点 | 说明 |
| 时间复杂度 | 平均 O(n log n)，最坏 O(n²) |
| 空间复杂度 | O(log n)（递归栈） |
| 稳定性 | 不稳定 |
| 适用场景 | 大数据集排序，尤其适合随机数据 |
| 优点 | 快速、原地排序、实现简单 |
| 缺点 | 最坏情况性能差，不稳定 |
四、快速排序优缺点对比表
| 项目 | 优点 | 缺点 |
| 效率 | 平均情况下非常快 | 最坏情况下效率低 |
| 实现 | 简单易懂 | 需要处理边界条件 |
| 稳定性 | 不稳定 | 不适合需要稳定排序的场景 |
| 内存占用 | 原地排序，内存占用少 | 递归调用可能占用较多栈空间 |
五、总结
快速排序是一种高效的排序算法，适用于大多数实际应用。虽然其最坏情况下的时间复杂度较高，但通过合理选择基准值（如随机选择或三数取中法），可以有效避免最坏情况的发生。在实际编程中，快速排序常用于大规模数据的排序任务。
