交换排序之快速排序

快速排序也是一个比较基本的排序，面试考算法的话，这个排序的命中率比较高，那么下面就说说快速排序。

1、基本思想：选择一个基准元素，通常是第一个元素或者最后一个元素，通过一趟扫描，将待排序列分成两部分，一部分比基准元素小，一部分大于基准元素，此时，基准元素在其排好序后的正确位置，然后再用同样的方法递归的排序划分的两部分。

这段话什么意思呢？我们举个例子来说说：

还是那个数组{3,5,2,10,1,7}，最后的顺序依然是要求从左到右，从小到大，我们选第一个元素3作为基准元素，第一趟排序先拿3和最后一个7比较，发现3小于7，符合从小到大，7在基准元素3的右边，也符合排序思想，继续往前一位拿1和3比较，发现1小于3，那么不符合从小到大了，也不符合在右边的为比基准元素3大的排序思想，那么就将1和3互换位置，那么现在的数组是{1,5,2,10,3,7}，那么现在已经换了位置，就只能从前面开始继续排序，比较1和3，符合从小到大，也符合比基准元素3小的在左边的排序思想，所以继续用5和3比较，发现5比3大，不符合从小到大，也不符合比3大的在3右边，就将5和3互换位置，现在的数组为{1,3,2,10,5,7}，如此继续直到3在整个数组的中部，符合在左边的比3小，在右边的比3大，那么3的位置就确定了，那么就3左边的和右边的分别进行快速排序，直到整个数组排好。

快速排序是不稳定的排序，当数组基本有序，用快速排序反而不好，当数量大并且很无序的时候，用快速排序比较好。

下面来看一段实现代码：

/*
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 */
package algorithm;

/**
 * 1、算法思想： 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。
 * 会选择一个基准元素，此元素通常为第一个元素或者最后一个元素。
 * 2、适用场景：快速排序是不稳定的排序。快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。当n较大时使用快排比较好，当序列基本有序时用快排反而不好。
 * 当数据较多较为杂乱的时候使用快速排序较好，当元素较少并且基本有序的时候，使用快速排序不好。
 */
public class QuickSort {

    public void quickSort(int... args) {
        if (args != null && args.length > 0) {
            this.recursiveSort(0, args.length - 1, args);
        }
    }

    /**
     * 递归版本
     *
     * @param low
     * @param high
     * @param args
     */
    private void recursiveSort(int low, int high, int... args) {
        if (args != null && high < args.length && low >= 0 && low < high) {
            int pivotIndex = this.partition(low, high, args);
            this.recursiveSort(0, pivotIndex - 1, args);
            this.recursiveSort(pivotIndex + 1, high, args);
        }
    }

    private int partition(int low, int high, int... args) {
        int pivotIndex = -1;
        if (args != null && high < args.length && low >= 0 && low < high) {
            int temp = args[low];
            while (low < high) {
                while (low < high && args[high] >= temp) {
                    high--;
                }
                args[low] = args[high];
                while (low < high && args[low] <= temp) {
                    low++;
                }
                args[high] = args[low];
            }
            args[low] = temp;
            pivotIndex = low;
        }
        return pivotIndex;
    }

    public static void main(String[] args) {
        QuickSort qs = new QuickSort();
        int[] array = {3, 5, 2, 10, 1, 7};
        for (int temp : array) {
            System.out.print(temp + " ");
        }
        System.out.println();
        qs.quickSort(array);
        for (int temp : array) {
            System.out.print(temp + " ");
        }
    }
}