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#include <stdio.h>

// 交换数组中两个元素的值
void swap(int* a, int* b) {
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}

// 打印数组内容
void printArray(int arr[], int size) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

// 分区函数，将数组划分为左边小于基准元素，右边大于基准元素
int partition(int arr[], int low, int high) {
    int pivot = arr[low];  // 选择第一个元素作为基准元素
    int i = low + 1;      // 左指针
    int j = high;         // 右指针

    while (1) {
        // 左指针向右移动，直到找到大于基准元素的位置
        while (arr[i] < pivot && i <= high) {
            i++;
        }

        // 右指针向左移动，直到找到小于基准元素的位置
        while (arr[j] > pivot && j >= low + 1) {
            j--;
        }

        if (i >= j) {
            break;
        }

        // 交换左指针和右指针所指向的元素
        swap(&arr[i], &arr[j]);
        printArray(arr, high + 1);  // 打印每一步的数组状态
    }

    // 将基准元素放到正确的位置上
    swap(&arr[low], &arr[j]);
    printArray(arr, high + 1);  // 打印每一步的数组状态

    return j;  // 返回基准元素的位置
}

// 快速排序函数
void quickSort(int arr[], int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivot_index = partition(arr, low, high);  // 获取分区点
        quickSort(arr, low, pivot_index - 1);         // 对左子数组递归排序
        quickSort(arr, pivot_index + 1, high);        // 对右子数组递归排序
    }
}


int main() {
    int arr[] = {10, 7, 8, 9, 1, 5};
    int size = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);

    printf("Original Array: ");
    printArray(arr, size);
    printf("\n");

    printf("Sorting Steps:\n");
    quickSort(arr, 0, size - 1);

    printf("\nSorted Array: ");
    printArray(arr, size);

    return 0;
}