Ruby 一行程式碼實現快速排序：函數式寫法極致精簡

Ruby 的表達能力極強，快速排序可壓縮為單行程式碼。本文展示這個經典的函數式實作，解析其運作原理，並對比傳統寫法。

單行版快速排序

def quick_sort(a)
  (x = a.pop) ? quick_sort(a.select { |i| i <= x }) + [x] + quick_sort(a.select { |i| i > x }) : []
end

執行示範

array = [72, 6, 57, 88, 60, 42, 83, 73, 42, 48, 85]
p quick_sort(array)
# => [6, 42, 42, 48, 57, 60, 72, 73, 83, 85, 88]

程式碼逐行解析

def quick_sort(a)
  # 1. a.pop 移除並回傳最後一個元素作為基準值 x
  # 2. 若 x 存在 (陣列非空)，執行遞歸；否則回傳空陣列 [] (基準情況)
  (x = a.pop) ?                                    # 基準值選取與空陣列檢查
    quick_sort(a.select { |i| i <= x }) +          # 遞歸排序 <= x 的子陣列
    [x] +                                          # 基準值本身
    quick_sort(a.select { |i| i > x })             # 遞歸排序 > x 的子陣列
    : []                                           # 空陣列回傳 []
end

特點分析

• 非原地排序：每次遞歸建立新陣列，空間複雜度 O(n log n) 平均、O(n²) 最壞。
• 基準值固定選最後一個：已排序陣列會退化為 O(n²)，實務建議隨機選取基準值。
• 函數式風格：無副作用、不可變資料、表達式導向，程式碼極度精簡。
• Ruby 特有語法：a.pop 修改原陣列、select 過濾、三元運算子 ? :、陣列連接 +。

改進版：隨機基準值避免最壞情況

def quick_sort_rand(a)
  return a if a.size < 2
  x = a.delete_at(rand(a.size))  # 隨機選取並移除基準值
  quick_sort_rand(a.select { |i| i <= x }) + [x] + quick_sort_rand(a.select { |i| i > x })
end

效能對比

實務建議：生產環境直接使用 array.sort 或 array.sort_by，底層採用 Timsort（混合歸併+插入），保證 O(n log n) 最壞情況且穩定。單行版適合程式碼高爾夫、教學展示、原型驗證。

總結

Ruby 一行快速排序展現了函數式程式設計在動態語言中的極致表達力。理解其基準值選取、分區、遞歸合併流程，有助於掌握分治法核心思想。但記住：內建 sort 才是生產環境的正解。

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2. 下一篇文章： Ruby 實現三種快速排序變體：標準版、隨機化版、函數式隨機化版

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