迭代快速排序的C程序

快速排序算法是一种高效的排序方式，它以快速分区的方式将一个序列分成两个子序列，其中一个子序列的所有元素都小于另一个子序列的所有元素。每个子序列递归地使用相同的方法进行排序，最终得到一个有序序列。迭代快速排序是一种没有递归调用的快速排序实现方式，在处理大规模数据时具有较高的性能。

算法思路

迭代快速排序算法与递归快速排序类似，只不过它使用迭代的形式来实现快速排序。具体思路如下：

1. 选择序列中的一个元素（通常是首或尾元素），作为分区参考，并将序列分为两部分，一部分大于参考元素，另一部分小于参考元素；
2. 对于分区后的两个子序列，重复上述步骤，直到所有的子序列只剩下一个元素，则表示排序完成。

C代码实现

以下是一个示例代码片段，实现了迭代快速排序算法，使用了栈来模拟递归调用：

/* 定义栈结构体 */
typedef struct {
    int left;
    int right;
} Range;

/* 交换数组中两个元素的位置 */
void swap(int *nums, int i, int j) {
    int temp = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = temp;
}

/* 快速排序迭代实现 */
void quickSortIter(int *nums, int numsSize) {
    /* 定义栈并初始化 */
    Range range[numsSize];
    int top = -1;
    range[++top] = (Range){0, numsSize - 1};

    /* 循环处理子序列 */
    while (top >= 0) {
        /* 取出栈顶元素 */
        Range r = range[top--];
        int left = r.left, right = r.right;
        if (left >= right) {
            continue;
        }
        /* 将[left, right]分区 */
        int i = left, j = right;
        int pivot = nums[right];
        while (i < j) {
            while (i < j && nums[i] < pivot) {
                i++;
            }
            while (i < j && nums[j] >= pivot) {
                j--;
            }
            swap(nums, i, j);
        }
        swap(nums, i, right);
        /* 将下一子序列添加到栈中 */
        range[++top] = (Range){left, i - 1};
        range[++top] = (Range){i + 1, right};
    }
}

总结

迭代快速排序虽然实现起来稍微复杂一些，但是它可以将递归调用转换为迭代调用，从而避免了递归调用的内存开销。在处理大规模数据时，迭代快速排序算法的性能要高于递归快速排序算法。