快速排序 单向扫描法 java实现

用单向扫描法实现快速排序

快速排序的核心就是对数组的划分：如何划分才能让数组的左边都小于某个值，右边都大于某个值？

对数组的划分方法有：单向扫描法，双向扫描法，三分法。

这里介绍单向扫描法。

快排思想

无论是哪种方法，快排的整体框架都可以用这样的伪代码描述

 /* 伪代码：
	 * 	QuickSort(A,start,end)
	 * 		if(start<end)
	 * 			int p=partition(A,start,end)//找到划分点
	 *         QuickSort(A,start,p-1)//划分点左侧进行快排
	 *         QuickSort(A,p+1,end)//划分点右侧进行快排
	 * /

单向扫描法

1）定义主元，扫描指针（初始化指向主元之后的元素），bigger指针（初始化指向数组尾）
2）扫描数组，小于等于主元的放在左边，扫描指针右移
大于主元的，交换bigger和扫描指针指向的元素，bigger左移
3）扫描完毕后将主元和bigger指向的元素进行交换

主元的位置为什么在bigger处？

假设现在sp指针移动到了bigger处，首先比较bigger指向的元素和主元的大小
情况一：小于等于主元，则sp右移，循环结束
情况二：大于主元，则交换，bigger左移，循环结束
得出无论在哪种情况，bigger指向的都是最后一个小于等于主元的元素
sp指向的都是第一个大于主元的元素
前面说过，划分的标准就是主元左边都小于主元，右边都大于主元
那么主元就应该放在第一个大于主元的元素之前，也就是bigger所指处

最终代码

import java.util.Arrays;

public class QuickSortSingleDirection {

	
	public static void main(String[] args) {
		int n[]= {9,8,7,6,5,4,3,2,1};
		QuickSort(n,0,n.length-1);
		System.out.println(Arrays.toString(n));
	}

	private static void QuickSort(int[] n, int i, int j) {
		if(i<j)
		{
			int p=partition(n,i,j);//找到划分点
			QuickSort(n,i,p-1);//对划分点左侧进行快排
			QuickSort(n,p+1,j);//对划分点右侧进行快排
		}
		
	}

	private static int partition(int[] n, int i, int j) {
		int pivot=n[i],sp=i+1,bigger=j;//定义主元，扫描指针，bigger指针
		while(sp<=bigger)
		{	
			if(n[sp]<=pivot)//小于等于主元的都放在左边，sp右移
				sp++;
			else//大于的都放在右边，交换sp和bigger指向的元素
			{
				int temp=n[bigger];
				n[bigger]=n[sp];
				n[sp]=temp;
				bigger--;//bigger左移
			}			
		}
		//交换主元和bigger指向的元素
		int temp=n[bigger];
		n[bigger]=n[i];
		n[i]=temp;
		return bigger;
	}
}