快速排序——一看就会，一写就废

原理：

1、从待排序区间中选择一个数，作为基准值（pivot）；
2、Partition:遍历整个待排序区间，将小于等于基准值放在基准值左边，将大于等于基准值的放在基准值右边；
3、采用分治思想，对左右两个区间相同方式处理，直到区间长度为1，代表有序，或者区间长度为0，代表没有数据。

实现：

当我们看见使用相同的方式处理，应该很快想到需要使用递归，但是使用递归，我们需要划定区间，所以需要quickRange,（至于partition方法如何实现，我们暂时不考虑）

public class QuickSort {
    public static void quick(int[] array) {
        quickRange(array, 0, array.length - 1);
    }

    private static void quickRange(int[] array, int from, int to) {
        int size = to - from + 1;
        if (size <= 1) {
            return;
        }
        int pivotIndex = partition(array, from, to);
        quickRange(array, from, pivotIndex - 1);
        quickRange(array, pivotIndex + 1, to);
    }
}

partition

那么我们如何实现partition的方法呢，如何将基准值左边都比基准值小，基准值右边都比基准值大呢？

hoare法：

找到一个基准值（习惯性找第一个），然后从区间前后开始，当左边比基准值小，就继续，直到找到一个比基准值大的元素停下来。右边也是直到找到比基准值小的元素停下来，然后交换两个位置，继续走…直到最后，再将基准值和中间位置交换。

实现：

    private static int partition(long[] array, int from, int to) {
        int left = from;
        int right = to;
        long poivt = array[from];
        while (left < right) {
            while (left < right && array[right] >= poivt) {
                right--;
            }
            while (left < right && array[left] <= poivt) {
                left++;
            }
            //交换
            Swap.swap(array, left, right);
        }
        Swap.swap(array, left, from);
        return left;
    }

挖坑法：

原理和Hoare法基本一致，唯一不同的就是，不进行交换，而是直接进行赋值（就想挖坑+填坑）

实现：

    private static int partition(long[] array, int from, int to) {
        int left = from;
        int right = to;
        long pivot = array[left];
        while (left<right){
            while (left<right&&array[right]>=pivot){
                right--;
            }
            array[left] = array[right];
            while (left<right&&array[left]<=pivot){
                left++;
            }
            array[right] = array[left];
        }
        array[left] = pivot;
        return left;
    }

前后遍历：

选定一个基准值，从前到后遍历无序区间，如果遇到比基准值小的，则将比基准值小的区间后面加上一个。

实现：

    private static int partition3(long[] array, int from, int to) {
        long pivot = array[from];
        int s = from + 1;
        for (int i = from + 1; i <= to; i++) {
            if (array[i] < pivot) {
                Swap.swap(array, i, s);
                s++;
            }
        }
        Swap.swap(array, s - 1, from);
        return s - 1;
    }

非递归实现：

原理还是先处理基准值左边，在处理基准值右边，我们借助栈实现非递归过程：

public static void quickSort(long[] array) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(array.length - 1);
        stack.push(0);
        while (!stack.isEmpty()) {
            int left = stack.pop();
            int right = stack.pop();
            if (left >= right) {
                continue;
            }
            int pivotIndex = partition(array,left,right);
            stack.push(right);
            stack.push(pivotIndex+1);

            stack.push(pivotIndex-1);
            stack.push(left);
        }
    }