(9-4) 快速排序

　　快速排序是目前应用最广泛的排序算法。但快速排序是一种不稳定的排序算法。

　　快速排序算法是C.R.A. Hoare于1962年提出的一种划分交换的方法，它采用分治法(divide and conquer）进行排序。其基本思想是任取待排序元素序列中的某个元素（例如取第一个元素）作为基准，按照该元素的排序码大小，将整个元素序列划分为左右两个子序列：左侧子序列中所有元素的排序码都小于基准元素的排序码，右侧子序列中所有元素的排序码都大于或等于基准元素的排序码，基准元素则排在这两个子序列中间（这也是该元素最终应安放的位置）。然后分别对这两个子序列重复施行上述方法，直到所有的元素都排在相应位置上为止。

/**
 * Created by xiu on 2018/10/17.
 */
public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = {8,7,9,3,5,2,3,1};
        quickSort(data, 0, data.length-1);
        for(int e:data){
            System.out.print(e+" ");
        }
    }

    //快速排序算法
    public static void quickSort(int[] data, int left, int right){
        //pivot = data[left]是基准元素，排序结束后它的位置在pivotPos,把排序序列分成两部分
        //排在它左边的元素都小于它，排在它右边的元素都大于等于它
        if(left < right){
            int pivotPos = partition(data, left, right);
            quickSort(data, left, pivotPos - 1);
            quickSort(data, pivotPos + 1,right);
        }
    }
    //一次划分算法
    public static int partition(int[] data, int low, int high){

        //pivotPos为(小于基准元素列表)的最后一个元素位置,pivotPos=low除外
        //pivot为基准元素,取最左边元素
        int pivotPos = low, pivot = data[low];
        for(int i = low + 1; i <= high; i++){
            if(data[i] < pivot){
                pivotPos++;
                //小于基准的交换到左侧去
                if(pivotPos != i){
                    int temp = data[pivotPos];
                    data[pivotPos] = data[i];
                    data[i] = temp;
                }
            }
        }

        //基准元素就位:将low位置元素(pivot)与pivotPos位置元素(小于基准元素列表的最后一个元素)交换位置
        data[low] = data[pivotPos];
        data[pivotPos] = pivot;
        return pivotPos;             //返回基准元素位置
    }
}

划分过程如下图所示

　　函数QuickSort的平均计算时间也是O(nlog₂n)。我们每次都选用序列的第一个元素作为比较的基准元素。这样的选择简单但不理想。在最坏的情况，即待排序元素序列已经按其排序码从小到大排好序的情况下，其递归树成为单支树，如图9.6所示。每次划分只得到一个比上一次少一个元素的子序列。

　　基本的快速排序算法，对于n较大的平均情况而言，快速排序是“快速”的，但是当n很小时，这种排序方法往往比其他简单排序方法还要慢。