竞技快排工作原理

竞技快排是一种用于排序的高效算法，它的工作原理主要基于递归和分治的思想。

竞技快排的工作原理如下：

1. 首先，选取一个基准元素pivot。可以随机选择一个元素作为基准，也可以选择数组的第一个或最后一个元素作为基准。

2. 将数组分为两部分，大于基准元素的部分和小于等于基准元素的部分。这个过程称为partition操作。

3. 递归地对两个子数组进行相同的操作。递归终止条件是当子数组的大小为0或1时，不需要再进行排序。

4. 将排好序的子数组合并起来，得到最终的有序数组。

partition操作的工作原理：

1. 选择基准元素pivot。

2. 初始化两个指针i和j，分别指向数组的起始位置和终止位置。

3. 从头到尾遍历数组，将小于等于pivot的元素放在数组的左侧，将大于pivot的元素放在数组的右侧。此过程可以采用交换元素的方式实现。

4. 当i和j相遇或交错时，将pivot元素放在相遇点，并返回该相遇点的索引。

竞技快排的时间复杂度为O(nlogn)，其中n表示数组的大小。这是因为每次partition操作将数组分为两部分，平均情况下每部分的大小约为原数组的一半。递归调用的次数为logn，所以总的时间复杂度为O(nlogn)。

而快排的空间复杂度为O(logn)，因为递归调用需要使用栈空间。

竞技快排由于使用了递归和分治的思想，因此在大多数情况下比其他排序算法具有更快的速度。然而，在最坏情况下，当输入数组已经有序的情况下，竞技快排可能会退化为O(n^2)的时间复杂度，因为每次partition操作只能将数组分为一个元素和剩余的元素两部分。为了解决这个问题，可以采用随机选取pivot或使用三数中值法选取pivot等优化策略。