Java快速排序

一、文字解释快速排序

1. 以数组中第一个数为基数base，然后设立两个哨兵 i 和 j 分别是数组第一个元素下标和最后一个元素下标。这里以升序为例。
2. 让哨兵 j 先往左走，如果这个哨兵位置所在元素比基数大，那么哨兵 j 就继续向左走，直到遇到比基数小的数停下，或者哨兵 j 遇到哨兵 i 停下。
3. 当哨兵 j 停下后哨兵 i 开始向右走。与哨兵 j 相反，哨兵 i 位置的元素比基数小，那么哨兵 i 继续向右走，直到遇到比基数大的数停下， 或者哨兵 i 与哨兵 j 相遇停下。
4. 当哨兵 i 和哨兵 j 都停下之后，我们交换哨兵 i 和哨兵 j 位置的元素。
5. 如果这时哨兵 i 和哨兵 j 不相等，重复 2，3，4，直到哨兵 i 和哨兵 j 相遇。
6. 上面一个循环走完哨兵 i 左面的元素都比 base 小，哨兵 i 右面的元素都比 base 大。然后让哨兵 i 位置所在元素和 base 交换。
7. 然后以哨兵 i 为截点，将数组分为两块，对左右两块数组分别进行 1 - 6 的操作，也就是递归。

二、快速排序动图

三、代码

public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int arr[] = {1, 42, 62, 25, 12, 3, 7, 9};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left > right) {
            return;
        }
        int i = left;
        int j = right;
        int base = arr[left];
        while (i != j) {
            while (i < j && base <= arr[j]) {
                j--;
            }
            while (i < j && base >= arr[i]) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                int t = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = t;
            }
        }
        arr[left] = arr[i];
        arr[i] = base;
        quickSort(arr, left, i - 1);
        quickSort(arr, i + 1, right);
    }
}

输出结果：

[1, 3, 7, 9, 12, 25, 42, 62]

四、时间复杂度

最优情况下时间复杂度是O(nlogn)
最差情况下时间复杂度是O(n^2)
平均时间复杂度是O(nlogn)