java排序算法之快速排序

基本思想

快速排序（QuickSort）是对冒泡排序的一种改进。快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是：

1. 从要排序的数据中取一个数为“基准数”。
2. 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中左边的数据都比“基准数”小，右边的数据都比“基准数”大。
3. 然后再按步骤2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。

该思想可以概括为：挖坑填数 + 分治法。

快速排序的最坏运行情况是 O(n²)，比如说顺序数列的快排。但它的平摊期望时间是 O(nlogn)，且 O(nlogn) 记号中隐含的常数因子很小，比复杂度稳定等于 O(nlogn) 的归并排序要小很多。所以，对绝大多数顺序性较弱的随机数列而言，快速排序总是优于归并排序。

public class QuickSort {
    private static void quickSort(int[] array, int low, int high) {
        if (low >= high) {
            return;
        }
        int i = low, j = high, index = array[i]; // 取最左边的数作为基准数
        while (i < j) {
            while (i < j && array[j] >= index) { // 向左寻找第一个小于index的数
                j--;
            }
            if (i < j) {
                array[i++] = array[j]; // 将array[j]填入array[i]，并将i向右移动
            }
            while (i < j && array[i] < index) {// 向右寻找第一个大于index的数
                i++;
            }
            if (i < j) {
                array[j--] = array[i]; // 将array[i]填入array[j]，并将j向左移动
            }
        }
        array[i] = index; // 将基准数填入最后的坑
        quickSort(array, low, i - 1); // 递归调用，分治
        quickSort(array, i + 1, high); // 递归调用，分治
    }
 
    public static void quickSort(int[] array) {
        if (array == null || array.length == 0) {
            return;
        }
        quickSort(array, 0, array.length - 1);
    }
}

图解：

 

 核心步骤：

1、选择一个基数，一般以第一个作为基数。

2、从右到左扫描，发现比基数小的，互换。相等的可以不处理。

3、从左到右扫描，发现比基数大的，互换。相等的可以不处理。

重复2 , 3直到 i，j 相等。

这样基数左边的都比基数小，基数右边的都比基数大。

4、对基数左边和右边的区间进行以上相同的操作。

结束！