sorts: Add quick sort

sort/src/bin/quick_sort.rs

@@ -0,0 +1,63 @@
+// Copyright (c) 2024 Xu Shaohua <[email protected]>. All rights reserved.
+// Use of this source is governed by General Public License that can be found
+// in the LICENSE file.
+
+use sort::util::{is_sorted, read_ints, show_brief};
+
+pub fn quick_sort<T: Clone + PartialOrd>(nums: &mut [T]) {
+    if !nums.is_empty() {
+        quick_sort_helper(nums, 0, nums.len() - 1);
+    }
+}
+
+fn quick_sort_helper<T: Clone + PartialOrd>(nums: &mut [T], low: usize, high: usize) {
+    if low < high {
+        // 按照基数的位置, 将数组划分成左右两个子数组.
+        let pivot = quick_sort_partition(nums, low, high);
+        // 对左右两个子数组分别进行递归快速排序
+        if pivot > low + 1 {
+            quick_sort_helper(nums, low, pivot - 1);
+        }
+        if pivot + 1 < high {
+            quick_sort_helper(nums, pivot + 1, high);
+        }
+    }
+}
+
+fn quick_sort_partition<T: Clone + PartialOrd>(nums: &mut [T], low: usize, high: usize) -> usize {
+    let pivot = nums[low].clone();
+    // 使用双指针法遍历数组, 以 pivot 为基准, 把数组划分成三部分:
+    // 小于 pivot, pivot, 大于 pivot
+
+    let mut left = low;
+    let mut right = high;
+    while left < right {
+        // 更新 right 的位置, 使得 nums[right] 大于 pivot
+        while left < right && nums[right] >= pivot {
+            right -= 1;
+        }
+
+        // 更新 left 的位置, 使得 nums[left] 大于 pivot
+        while left < right && nums[left] <= pivot {
+            left += 1;
+        }
+        // 交换元素
+        nums.swap(left, right);
+    }
+
+    // 最后, 把基准数 pivot 移到合适的位置. 此时, 数组中元素的顺序满足以下条件:
+    // 小于 pivot, pivot, 大于 pivot
+    nums.swap(low, left);
+    // 返回的是 pivot 所在的位置
+    left
+}
+
+fn main() {
+    let mut list = read_ints();
+    println!("[QuickSort] LIST:");
+    show_brief(&list);
+    quick_sort(&mut list);
+    println!("RESULT:");
+    assert!(is_sorted(&list));
+    show_brief(&list);
+}

sort/src/quick_sort.rs

@@ -15,7 +15,9 @@ pub fn quick_sort<T>(vec: &mut [T])
 where
     T: Clone + PartialOrd,
 {
-    quick_sort_helper(vec, 0, vec.len() - 1);
+    if !vec.is_empty() {
+        quick_sort_helper(vec, 0, vec.len() - 1);
+    }
 }
 
 fn quick_sort_helper<T>(vec: &mut [T], low: usize, high: usize)
@@ -36,15 +38,17 @@ where
     T: Clone + PartialOrd,
 {
     let pivot = vec[low].clone();
-    let mut i = high + 1;
+    let mut i: usize = low;
     let mut j: usize = high;
-    while j > low {
-        if vec[j] > pivot {
-            i -= 1;
-            vec.swap(i, j);
+    while i < j {
+        while i < j && vec[i] <= pivot {
+            i += 1;
+        }
+        while i < j && vec[j] >= pivot {
+            j -= 1;
         }
-        j -= 1;
+        vec.swap(i, j);
     }
-    vec.swap(i - 1, low);
-    i - 1
+    vec.swap(i, low);
+    i
 }