快速排序java实现

快速排序是基于分治策略的一个排序算法。其基本思想是，对于输入的字数组a[p:r]，

按以下3个步骤进行排序：

1、分解(divide)：以a[p]为基准元素将a[p:r]划分成3段a[p:q-1]，a[q]，a[q+1:r]，使得a[p:q-1]中任何元素小于等于a[q]，a[q+1:r]中任何元素大于等于a[q]。下标q在划分过程中确定。

2、递归求解(conquer)：通过递归调用快速排序算法，分别对a[p:q-1]和a[q+1:r]进行排序。

3、合并(merge)：由于对a[p:q-1]和a[q+1:r]的排序是就地进行的，所以在a[p:q-1]和a[q+1:r]都已经排好序后不需要执行任何计算，a[p:r]就已经排好序。（其实就是对数组进行分解之后，a[q]就是最终数组的a[q]，也就是说每一次分解都会确定有序数组中的一个元素，一直递归直至最后只剩一个元素就不需要再分解，这个元素就是最终结果）。

public class QuickSort {
    
    public static int a[]= {1,4,3,8,6,0,2,5};
    
    public static void qSort(int p,int r){
        if(p<r){
            int q = partition(p,r);        //a[q]是最后排序的结果
            qSort(p,q-1);  //对左半段排序
            qSort(q+1,r);  //对右半段排序
        }
    }
    
    private static int partition(int p, int r) {
        int i=p,
                j=r+1;
        int x=a[p];
        //将小于x的元素交换到左边区域
        //将大于x的元素交换到右边区域
        while(true){
            while(a[++i]<x&&i<r) ; //++i,所以是对[p+1,r]排序，最后要将p插进来
            while(a[--j]>x) ;
            if(i>=j) break;
            swap(a,i,j);
        }
        /*
         * a[j]之所以和a[p]交换，而不是和a[i]交换，是因为上面的循环结束后，a[j]<=a[p]<=a[i]
         * 而p是第一个元素(即是分组后的左半部分(小于等于p的部分))
         */
        a[p]=a[j]; 
        a[j]=x;
        return j;
    }

    private static void swap(int[] a, int i, int j) {
        int temp=a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        qSort(0,a.length-1);
        for(int i=0;i<a.length;i++)
            System.out.print(a[i]+" ");
    }

}

其实之前一直不明白partition最后为什么要将a[j]与a[p]的值交换，后来才想明白，因为partition是以a[p]为基准分两组的，

最后的结果中左半部分小于等于a[p]，右半部分大于等于a[p]，

也就是说，最后的有序数组中，a[p]是位于左右半部分中间的，所以将a[p]插入到他们中间，

之所以选择j而不是i的原因是：while(true)循环之后，a[j]<=a[p]<=a[i]，而a[p]是整个数组的第一个元素（左半部分），

所以交换后仍然能保证左半部分比a[p]小，右半部分比a[p]大。