Java实现-快速排序（QuickSort）

一. 快速排序的基本思想：

通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

如图所示：



从当前的数组中选取一个元素，将这个元素作为基点，一般选取第一个元素：“4”作为基点。

之后再想办法把“4”挪到排好序的时候应该所处的位置，如图所示：



“4”出现在这个位置，使得“4”之前的元素全部小于“4”，而“4”之后的元素全部大于“4”。



然后，再使这两部分（< 4 的子数组 和 > 4 的子数组）按照快速排序的思路，递归调用快速排序的方法。完成整个排序过程。
为此，我们可以加深理解对快速排序的基本思想：
如何把一个选定的元素，比如说这个“4”，挪到正确的位置上，而这个过程就是快速排序的核心。
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二. 快速排序的过程---Partition

通常选择第一个元素作为“分割点”，如图所示，下标 l （left的意思）
然后逐渐选出两个部分，一个小于v，一个大于v。
而记录这两个部分的分界点为 下标 j。
遍历当前的元素 e ，下标为 i。



从上图可以看出：
在闭区间 [ l+1 ... j ] 这个区间的所有元素 都小于 v
在闭区间 [ j+1 ... i-1 ] 这个区间的所有元素 都大于v

接下来分两种情况：
1. 当 e 大于 v 时。则纳入“ > v  ”的部分。如图所示



2.当 e 小于 v 时。 则 j++，j 下标移动到大于v的部分，将其元素与e进行交换，这样e会纳入小于v的部分。
    而交换的元素还是在大于v的部分。如下图所示：



当 i 遍历完所有元素后，再将 下标 l 与 下标 j 进行 交换 ，则将元素 v 放到了正确的位置了



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三. Java代码实现快速排序算法：

package Algorithm;

/**
* Created by Hubbert on 2018/2/26.
*/
public class TestQuickSort {
//交换数组的函数
public static void swap( int [] arr , int i , int  j ){
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
public static int partition ( int [] arr , int l , int r ) {
//先获取最左边的元素
int v = arr[l];
int j = l ;

//从l+1 开始遍历 ， r为最右边的数组下标
for ( int i = l + 1 ; i < r ; i++ ) {
//当当前下标大于v，则继续遍历下一个元素
//所以直接判断小于v的元素
if ( arr[i] < v ) {
j++;
swap(arr, j , i);
}
}
swap( arr , l , j );
return j;
}

//进行递归调用，进行排序
public static void sort( int [] arr , int l , int r ){
if( l >= r ){
return;
}
int partition = partition(arr,l,r);
sort(arr,l,partition - 1);
sort(arr,partition + 1 , r);
}

public static void sort( int [] arr ){
sort(arr,0, arr.length - 1 );
}

public static void main( String [] args ){
//3种创建数组的方式：
//1.
int [] arr = {4,6,2,3,1,5,7,8};
//2.
//int [] no_2 = new int [6];
//3.
//int [] no_3 = new int[]{4,6,2,3,1,5,7,8};
sort(arr);
for( int i : arr ){
System.out.print(i + " ");
}

}
}

结果如图所示：



学于慕课网。如有错误，请多指教！谢谢