Quick sort using go

codes/go/chapter_sorting/quick_sort/quick_sort.go

@@ -0,0 +1,128 @@
+//File: quick_sort.go
+//Created Time: 2022-12-12
+//Author: msk397 (machangxinq@gmail.com)
+
+package quick_sort
+
+// 快速排序
+type QuickSort struct{}
+
+// 快速排序（中位基准数优化）
+type QuickSortMedian struct{}
+
+// 快速排序（尾递归优化）
+type QuickSortTailCall struct{}
+
+/* 哨兵划分 */
+func (q *QuickSort) partition(nums []int, left, right int) int {
+	// 以 nums[left] 作为基准数
+	i, j := left, right
+	for i < j {
+		for i < j && nums[j] >= nums[left] {
+			j-- // 从右向左找首个小于基准数的元素
+		}
+		for i < j && nums[i] <= nums[left] {
+			i++ // 从左向右找首个大于基准数的元素
+		}
+		// 元素交换
+		nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
+	}
+	// 将基准数交换至两子数组的分界线
+	nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i]
+	return i // 返回基准数的索引
+}
+
+/* 快速排序 */
+func (q *QuickSort) quickSort(nums []int, left, right int) {
+	// 子数组长度为 1 时终止递归
+	if left >= right {
+		return
+	}
+	// 哨兵划分
+	pivot := q.partition(nums, left, right)
+	// 递归左子数组、右子数组
+	q.quickSort(nums, left, pivot-1)
+	q.quickSort(nums, pivot+1, right)
+}
+
+/* 选取三个元素的中位数 */
+func (q *QuickSortMedian) medianThree(nums []int, left, mid, right int) int {
+	if (nums[left] > nums[mid]) != (nums[left] > nums[right]) {
+		return left
+	} else if (nums[mid] < nums[left]) != (nums[mid] > nums[right]) {
+		return mid
+	}
+	return right
+}
+
+/* 哨兵划分（三数取中值）*/
+func (q *QuickSortMedian) partition(nums []int, left, right int) int {
+	// 以 nums[left] 作为基准数
+	med := q.medianThree(nums, left, (left+right)/2, right)
+	// 将中位数交换至数组最左端
+	nums[left], nums[med] = nums[med], nums[left]
+	// 以 nums[left] 作为基准数
+	i, j := left, right
+	for i < j {
+		for i < j && nums[j] >= nums[left] {
+			j-- //从右向左找首个小于基准数的元素
+		}
+		for i < j && nums[i] <= nums[left] {
+			i++ //从左向右找首个大于基准数的元素
+		}
+		//元素交换
+		nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
+	}
+	//将基准数交换至两子数组的分界线
+	nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i]
+	return i //返回基准数的索引
+}
+
+/* 快速排序 */
+func (q *QuickSortMedian) quickSort(nums []int, left, right int) {
+	// 子数组长度为 1 时终止递归
+	if left >= right {
+		return
+	}
+	// 哨兵划分
+	pivot := q.partition(nums, left, right)
+	// 递归左子数组、右子数组
+	q.quickSort(nums, left, pivot-1)
+	q.quickSort(nums, pivot+1, right)
+}
+
+/* 哨兵划分 */
+func (q *QuickSortTailCall) partition(nums []int, left, right int) int {
+	// 以 nums[left] 作为基准数
+	i, j := left, right
+	for i < j {
+		for i < j && nums[j] >= nums[left] {
+			j-- // 从右向左找首个小于基准数的元素
+		}
+		for i < j && nums[i] <= nums[left] {
+			i++ // 从左向右找首个大于基准数的元素
+		}
+		// 元素交换
+		nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
+	}
+	// 将基准数交换至两子数组的分界线
+	nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i]
+	return i // 返回基准数的索引
+}
+
+/* 快速排序（尾递归优化）*/
+func (q *QuickSortTailCall) quickSort(nums []int, left, right int) {
+	// 子数组长度为 1 时终止
+	for left < right {
+		// 哨兵划分操作
+		pivot := q.partition(nums, left, right)
+		// 对两个子数组中较短的那个执行快排
+		if pivot-left < right-pivot {
+			q.quickSort(nums, left, pivot-1) // 递归排序左子数组
+			left = pivot + 1                 // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
+		} else {
+			q.quickSort(nums, pivot+1, right) // 递归排序右子数组
+			right = pivot - 1                 // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
+		}
+	}
+}

codes/go/chapter_sorting/quick_sort/quick_sort_test.go

@@ -0,0 +1,34 @@
+//File: quick_sort_test.go
+//Created Time: 2022-12-12
+//Author: msk397 (machangxinq@gmail.com)
+
+package quick_sort
+
+import (
+	"fmt"
+	"testing"
+)
+
+// 快速排序
+func TestQuickSort(t *testing.T) {
+	q := QuickSort{}
+	nums := []int{4, 1, 3, 1, 5, 2}
+	q.quickSort(nums, 0, len(nums)-1)
+	fmt.Println("快速排序完成后 nums = ", nums)
+}
+
+// 快速排序（中位基准数优化）
+func TestQuickSortMedian(t *testing.T) {
+	q := QuickSortMedian{}
+	nums := []int{4, 1, 3, 1, 5, 2}
+	q.quickSort(nums, 0, len(nums)-1)
+	fmt.Println("快速排序（中位基准数优化）完成后 nums = ", nums)
+}
+
+// 快速排序（尾递归优化）
+func TestQuickSortTailCall(t *testing.T) {
+	q := QuickSortTailCall{}
+	nums := []int{4, 1, 3, 1, 5, 2}
+	q.quickSort(nums, 0, len(nums)-1)
+	fmt.Println("快速排序（尾递归优化）完成后 nums = ", nums)
+}

docs/chapter_sorting/quick_sort.md

@@ -109,7 +109,24 @@ comments: true
 === "Go"
 
     ```go title="quick_sort.go"
-
+    /* 哨兵划分 */
+    func partition(nums []int, left, right int) int {
+        //以 nums[left] 作为基准数
+        i, j := left, right
+        for i < j {
+            for i < j && nums[j] >= nums[left] {
+                j-- //从右向左找首个小于基准数的元素
+            }
+            for i < j && nums[i] <= nums[left] {
+                i++ //从左向右找首个大于基准数的元素
+            }
+            //元素交换
+            nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
+        }
+        //将基准数交换至两子数组的分界线
+        nums[i], nums[left] = nums[left], nums[i]
+        return i //返回基准数的索引
+    }
     ```
 
 === "JavaScript"
@@ -225,7 +242,18 @@ comments: true
 === "Go"
 
     ```go title="quick_sort.go"
-
+    /* 快速排序 */
+    func quickSort(nums []int, left, right int) {
+        // 子数组长度为 1 时终止递归
+        if left >= right {
+            return
+        }
+        // 哨兵划分
+        pivot := partition(nums, left, right)
+        // 递归左子数组、右子数组
+        quickSort(nums, left, pivot-1)
+        quickSort(nums, pivot+1, right)
+    }
     ```
 
 === "JavaScript"
@@ -369,7 +397,25 @@ comments: true
 === "Go"
 
     ```go title="quick_sort.go"
+    /* 选取三个元素的中位数 */
+    func medianThree(nums []int, left, mid, right int) int {
+        if (nums[left] > nums[mid]) != (nums[left] > nums[right]) {
+            return left
+        } else if (nums[mid] < nums[left]) != (nums[mid] > nums[right]) {
+            return mid
+        }
+        return right
+    }
 
+    /* 哨兵划分（三数取中值）*/
+    func partition(nums []int, left, right int) int {
+        // 以 nums[left] 作为基准数
+        med := medianThree(nums, left, (left+right)/2, right)
+        // 将中位数交换至数组最左端
+        nums[left], nums[med] = nums[med], nums[left]
+        // 以 nums[left] 作为基准数
+        // 下同省略...
+    }
     ```
 
 === "JavaScript"
@@ -485,7 +531,22 @@ comments: true
 === "Go"
 
     ```go title="quick_sort.go"
-
+    /* 快速排序（尾递归优化）*/
+    func quickSort(nums []int, left, right int) {
+        // 子数组长度为 1 时终止
+        for left < right {
+            // 哨兵划分操作
+            pivot := partition(nums, left, right)
+            // 对两个子数组中较短的那个执行快排
+            if pivot-left < right-pivot {
+                quickSort(nums, left, pivot-1)   // 递归排序左子数组
+                left = pivot + 1				 // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right]
+            } else {
+                quickSort(nums, pivot+1, right)  // 递归排序右子数组
+                right = pivot - 1				 // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1]
+            }
+        }
+    }
     ```
 
 === "JavaScript"