java实现快速排序

在简书上看到一篇博文介绍快速排序，于是在这里介绍一下

维基百科：快速排序，又称划分交换排序，简称快排，最早由东尼.霍尔提出。在平均状况下，排序n个项目需要O(nlogn)次比较。在最坏的情况下，需要O(n^2)次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他算法更快，因为它的内部循环可以在大部分架构上很有效率的达成

快速排序思想

1.先从数列中取出一个数作为基准数
2.分区过程，将比这个数大的数全放在它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。
3.再对左右区间重复第2步，直到各区间只有一个数。

public class Main {
    public static int[] a={8,4,9,1,10,16};
    public static void main(String[] args) {
        sortNomalArray();
    }

    private static void sortNomalArray() {
        quickSort(a,0,a.length-1);
        for (int i = 0; i <a.length ; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
    }

    private static void quickSort(int[] a, int left, int right) {
        if(left<right){
            int i=left;
            int j=right;
            int sign = a[left];
            while(i<j){
                while(i<j&&a[j]>=sign){
                    j--;
                }

                while (i < j && a[i] <=sign) {
                    i++;
                }
                if (i < j) {
                   int tmp=a[i];
                   a[i]=a[j];
                   a[j]=tmp;
                }
            }

            a[left]=a[i];
            a[i] = sign;

            //递归排序
            quickSort(a, left, i - 1);
            quickSort(a, i + 1, right);
        }
    }
}

我们从一个数组来逐步逐步说明快速排序的方法和思路。

1. 假设我们对数组{7, 1, 3, 5, 13, 9, 3, 6, 11}进行快速排序。
2. 首先在这个序列中找一个数作为基准数，为了方便可以取第一个数。
3. 遍历数组，将小于基准数的放置于基准数左边，大于基准数的放置于基准数右边。此时得到类似于这种排序的数组{3, 1, 3, 5, 6, 7, 9, 13, 11}。
4. 在初始状态下7是第一个位置，现在需要把7挪到中间的某个位置k，也即k位置是两边数的分界点。
5. 那如何做到把小于和大于基准数7的值分别放置于两边呢，我们采用双指针法，从数组的两端分别进行比对。
   先从最右位置往左开始找直到找到一个小于基准数的值，记录下该值的位置（记作 i）。
   再从最左位置往右找直到找到一个大于基准数的值，记录下该值的位置（记作 j）。
   如果位置i<j，则交换i和j两个位置上的值，然后继续从(j-1)的位置往前和(i+1)的位置往后重复上面比对基准数然后交换的步骤。
   如果执行到i==j，表示本次比对已经结束，将最后i的位置的值与基准数做交换，此时基准数就找到了临界点的位置k，位置k两边的数组都比当前位置k上的基准值或都更小或都更大。
6. 上一次的基准值7已经把数组分为了两半，基准值7算是已归位（找到排序后的位置）。
   通过相同的排序思想，分别对7两边的数组进行快速排序，左边对[left, k-1]子数组排序，右边则是[k+1, right]子数组排序。
   利用递归算法，对分治后的子数组进行排序

。