python - Python 中的就地快速排序

Question

我必须用我选择的语言为家庭作业实现 QuickSort 算法，我选择了 Python。

在讲座中，我们被告知 QuickSort 是内存高效的，因为它在原地工作；即，它没有用于递归的输入数组部分的额外副本。

考虑到这一点，我尝试在 Python 中实现 QuickSort 算法，但不久之后我意识到，为了编写一段优雅的代码，我必须在递归时将部分数组传递给函数本身。由于每次执行此操作时 Python 都会创建新列表，因此我尝试使用 Python3(因为它支持 nonlocal 关键字)。以下是我的注释代码。

def quicksort2(array):
# Create a local copy of array.
arr = array

    def sort(start, end):
        # Base case condition
        if not start < end:
            return

        # Make it known to the inner function that we will work on arr
        # from the outer definition
        nonlocal arr

        i = start + 1
        j = start + 1

        # Choosing the pivot as the first element of the working part
        # part of arr
        pivot = arr[start]

        # Start partitioning
        while j <= end:
            if arr[j] < pivot:
                temp = arr[i]
                arr[i] = arr[j]
                arr[j] = temp
                i += 1
            j += 1
        temp = arr[start]
        arr[start] = arr[i - 1]
        arr[i - 1] = temp
        # End partitioning

        # Finally recurse on both partitions
        sort(start + 0, i - 2)
        sort(i, end)
    sort(0, len(array) - 1)

现在，我不确定自己是否做得很好，还是遗漏了什么。我已经编写了一个更 Pythonic 版本的 QuickSort，但它肯定不能就地工作，因为它不断返回输入数组的部分并将它们连接起来。

我的问题是，这是在 Python 中执行此操作的方式吗？我搜索了 Google 和 SO，但没有找到真正的 QuickSort 就地实现，所以我认为最好问问。

Answer 1

当然不是最好的方法，加上这个著名的算法会有几十个完美的实现..这是我的，很容易理解

def sub_partition(array, start, end, idx_pivot):

    'returns the position where the pivot winds up'

    if not (start <= idx_pivot <= end):
        raise ValueError('idx pivot must be between start and end')

    array[start], array[idx_pivot] = array[idx_pivot], array[start]
    pivot = array[start]
    i = start + 1
    j = start + 1

    while j <= end:
        if array[j] <= pivot:
            array[j], array[i] = array[i], array[j]
            i += 1
        j += 1

    array[start], array[i - 1] = array[i - 1], array[start]
    return i - 1

def quicksort(array, start=0, end=None):

    if end is None:
        end = len(array) - 1

    if end - start < 1:
        return

    idx_pivot = random.randint(start, end)
    i = sub_partition(array, start, end, idx_pivot)
    #print array, i, idx_pivot
    quicksort(array, start, i - 1)
    quicksort(array, i + 1, end)

好的，首先是分区子例程的单独函数。它需要数组， 感兴趣的起点和终点，以及枢轴的索引。这个功能应该清楚

Quicksort 然后在整个数组上第一次调用分区子程序；然后 递归地调用自身以将所有内容排序到枢轴以及之后的所有内容。

不懂就问