简单排序之快速排序详解

基本思想

  快速排序由C.A.R.Hoare在1960年提出。它的基本思想是：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，然后在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，以达到整个数据变成有序序列。

排序流程

  快速排序算法通过多次比较和交换来实现排序

• 首先设定一个分界值，通过该分界值将数组分成左右两部分
• 将大于或等于分界值的数据集中到数组右边，小于分界值的数据集中到数组的左边。此时，左边部分中各元素都小于或等于分界值，而右边部分中各元素都大于或等于分界值
• 然后，左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据，又可以取一个分界值，将该部分数据分成左右两部分，同样在左边放置较小值，右边放置较大值。右侧的数组数据也可以做类似处理
• 重复上述过程，可以看出，这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后，再递归排好右侧部分的顺序。当左、右两个部分各数据排序完成后，整个数组的排序也就完成了

例子：
分界值为pivot
最左侧为L
最右侧为R

第一次排序：

0	1	2	3	4	5
19	65	4	9	20	3

将19或其它一个值取出，为分界值（定下标0为最左侧L，5为最右侧R）

0	1	2	3	4	5
	65	4	9	20	3
L					R

将19与R下标的值作比较，发现3比19小，把3移动到L处（下标0）同时L向右移到下标1

0	1	2	3	4	5
3	65	4	9	20
	L				R

将19与L下标的值作比较，发现65比19大，把65移动到R处（下标5）同时R向左移动到下标4

0	1	2	3	4	5
3		4	9	20	65
	L			R

将19与R处下标值作比较，发现20比19大，此时不用改变20的位置（下标4），但R要向左移动到下标3

0	1	2	3	4	5
3		4	9	20	65
	L		R

将19与R处下标值作比较，发现9比19小，把9移动到L处（下标1），同时L向右移动到下标2

0	1	2	3	4	5
3	9	4		20	65
		L	R

将19与L处下标值作比较，发现4比19小，此时不用改变4的位置（下标2），但L要向右移动到下标3

0	1	2	3	4	5
3	9	4		20	65
			L R

此时发现L与R重合，便将19放在重合的位置

0	1	2	3	4	5
3	9	4	19	20	65
			L R

此时已完成第一次排序，发现左子序列（下标0,1,2）全部比19小，右子序列（下标4,5）全部比19大

第二次排序：

分别将左子序列和右子序列拿出来进行排序

0	1	2
3	9	4
L		R

重复第一次的步骤，将3或者其它一个值取出作为分界值，（定下标L和R）

0	1	2
	9	4
L		R

将3与R下标值作比较，发现4比3大，此时不用改变4的位置（下标2），但R要向左移到下标1

0	1	2
	9	4
L	R

将3与R下标值作比较，发现9比3大，此时不用改变9的位置（下标1），但R要向左移到下标0

0	1	2
	9	4
L R

此时发现L与R重合，便将3放在重合的位置

0	1	2
3	9	4
L R

此时已完成第二次排序，发现没有左子序列，而右子序列（下标1,2）全部比3大

第二次排序：

拿出右子序列进行排序

1	2
9	4
L	R

将9拿出来作为分界值

1	2
	4
L	R

将9与R下标值作对比，发现4比9小，将4放在L处，L向左移到下标为1的位置

1	2
4
	L R

然后将9放在RL重合的位置，完成排序

1	2
4	9
	L R

同样将最右边的子序列排序
得到最后的结果

0	1	2	3	4	5
3	4	9	19	20	65

总结

1.i=L;j=R;将分界值取出，空白处形成第一个a[i]
2.j-- 由后向前找比它小的数，找到后将这个数填入上一个的空白a[i]处
3.i++由前向后找比它大的数，找到后将这个数填入上一个空白a[j]处
4.重复执行2,3步，知道i==j，将分界值填入a[i]处

代码

public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {19,65,4,9,20,3};
        int len = arr.length-1;
        arr=qsort(arr,0,len);
        for (int i:arr) {
            System.out.print(i+"\t");
        }
    }

    public static int[] qsort(int arr[],int start,int end) {
        int pivot = arr[start];
        int i = start;
        int j = end;
        while (i<j) {
            while ((i<j)&&(arr[j]>pivot)) {
                j--;
            }
            while ((i<j)&&(arr[i]<pivot)) {
                i++;
            }
            if ((arr[i]==arr[j])&&(i<j)) {
                i++;
            } else {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        if (i-1>start)
            arr=qsort(arr,start,i-1);
        if (j+1<end)
            arr=qsort(arr,j+1,end);
        return (arr);
    }