快速排序 [Java实现]

快速排序又被称为分割交换排序，是目前公认最佳的排序方法。它的原理和冒泡排序一样都是用交换的方式，不过它会现在数据中找到一个虚拟的中间值作为基准数，把小于这个基准数的数据放到它的左边，大于这个基准数的数据放到它的右边，再以递归的方式处理这个基准数左右两边的数据，直到完成为止。

假设我们有一组数56，18，6，3，97，66，8，26，88，30，99，93

第一轮，我们将56视为基准数

将大于它的数据放到它的右边，小于它的数据放到它的左边

再将最左侧的8视为基准数，将大于它的数据放到它的右边，小于它的数据放到它的左边

再选定6为基准数

左侧只剩一个3，不用排它也已经归为

我们再来排8的右侧，以18为基准数

这样，18就归归位了，它的左侧没有其它数字，那么我们再看它的右边，以30为基准数

排序过后左边就完成了

右边同理

不断的把左侧第一个数据当作基准数，一个一个地归为

通过上述图解，我们应该理解了快速排序的基本思路，这样我们就可以写出一个大致的框架：

//将索引left到right区间的下标元素进行快速排序
public static void quickSort(int[] arr,int left,int right) {
     if(left>=right)return;//如果left大于等于right，方法结束
     int p = arr[left];//设置最左边的元素为基准点
     
     
     ··· ···//把序列当中比p大的放到右边，比p小的
     ··· ···//放到左边，p放置在下标为i的位置
        
     
     quickSort(arr,left,i-1);//对序列中i左边的元素实施快速排序
     quickSort(arr,i+1,right);//对序列中i右边的元素实施快速排序
 }            

大致框架写好了，我们所要研究的就是中间的代码，怎样做到基准数的左侧都小于它，右侧都大于它呢？我们先用图片的方式来看一下：

 首先我们设置两个循环变量，i 指向最左边，j 指向最右边，变量 p 的值为最左边的元素的值

先让 j 向左移动，一直到碰到一个比 p 的值小的元素

再让 i 向右移动，一直到碰到一个比 p 的值大的元素

这两个元素交换一下位置

接着我们重复之前的行为，让 j 继续向左移动，一直到它再次碰到一个比 p 值小的元素

然后，i 再向右移动，一直到它再次碰到一个比 p 值大的元素

找到之后，再交换一下

接着我们继续让 j 去找比p小的值，让 i 去找比p大的值

 当我们发现，i 等于 j 时，交换 p 和 j 的元素，

 

这样，我们的第一轮排序就完成了

我们通过代码来实现一下这一轮所进行的行为：

//设置最左边的元素为基准点
int p = arr[left];
        
//把要排序的序列中比p大的放到右边，比p小的放到左边，p的下标位置为i
int i = left,j=right;
while(i!=j) {
    //j向左移动，找到一个比p小的元素
    while(arr[j]>=p && i<j) {
        j--;
    }
    //i向右移动，找到一个比p大的元素
    while(arr[i]<=p && i<j) {
        i++;
    }
    //i和j交换，如果i>j则不交换
    if(i<j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
}
//将j找到的最后一个比p小的值与基准值交换
arr[left] = arr[i];
arr[i] = p;

我们再将这段代码套入之前的框架

    public static void quickSort(int[] arr,int left,int right) {
        //如果left大于等于right，则需要排序的部分至多只有一个元素，方法结束
        if(left>=right) {
            return;
        }
        //设置最左边的元素为基准点
        int p = arr[left];
        
        //把要排序的序列中比p大的放到右边，比p小的放到左边，p的下标位置为i
        int i = left,j=right;
        while(i!=j) {
            //j向左移动，找到一个比p小的元素
            while(arr[j]>=p && i<j) {
                j--;
            }
            //i向右移动，找到一个比p大的元素
            while(arr[i]<=p && i<j) {
                i++;
            }
            //i和j交换，如果i等于j则不用再交换
            if(i<j) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        //将j找到的最后一个比p小的值与基准值交换
        arr[left] = arr[i];
        arr[i] = p;
        
        //对序列中，j左边的元素实施快速排序
        quickSort(arr,left,i-1);
        //对序列中，j右边的元素实施快速排序
        quickSort(arr,i+1,right);35     }

这样，我们的快速排序算法就写完啦

我们将举例的一组数据输入，来测试一下：

你学会了吗？