快速排序算法

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快速排序基本思想

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，然后再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，以此达到整个数据变成有序序列。

算法介绍

设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是：

  1. 设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
  2. 以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
  3. 从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j–)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
  4. 从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
  5. 重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

流程

假设我们将数组里插入一组数据：
3 4 2 6 1 8 5

  1. 那我们将3赋值给key,此时：i=0;j=6;key=3;
  2. 首先，我们需要从后向前查找比key小的值，此时我们拿key的值，和j所在的位置的数字进行比较，3 < 5，显然不满足，j–
  3. 重复第2条，直达j=4的时候，3 > 1 。此时：i=0;j=4;key=3;
  4. 将i和j所在位置的值互换，此时组中的数据为1 4 2 6 3 8 5，i=0;j=4;key=3;
  5. 这时，我们需要从前往后找比key大的值，当i=1时，3 < 4，
  6. 将i和j所在位置的值互换，此时组中的数据为1 3 2 6 4 8 5，i=1;j=4;key=3;
  7. 重复2-6步，直到i=j，此为一轮比较，此时，key左边的值都比key小，右边的值都比key大
  • 3 4 2 6 1 8 5, i=0;j=6;key=3
  • 1 4 2 6 3 8 5, i=0;j=4;key=3 后到前
  • 1 3 2 6 4 8 5, i=1;j=4;key=3 前到后
  • 1 2 3 6 4 8 5, i=1;j=2;key=3 后到前
  • 1 2 3 6 4 8 5, i=2;j=2;key=3 前到后
  1. 将数据分为两组，第一组：1 2 3；第二组：6 4 8 5 ；将两组数据分别按照1-7步分别排序，此次只演示第二组数据：
  • 6 4 8 5, i=0;j=3;key=6
  • 5 4 8 6, i=0;j=3;key=6 后到前
  • 5 4 6 8, i=2;j=3;key=6 前到后
  • 5 4 6 8, i=2;j=2;key=6 后到前
  • 5 4 6, i=0;j=2;key=5
  • 4 5 6, i=0;j=1;key=5 后到前
  • 4 5 6, i=1;j=1;key=5 前到后
  1. 排序完成,最后结果：1 2 3 4 5 6 8

java代码实例

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/**
 * 快速排序算法
 */
public  class  QuickAlgorithm {
    public static void main(String[] args) {
        int [] array = {3,4,2,6,1,8,5};
        Quick.sort(array,0,6);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}

class Quick{
    public static int partition(int []array,int lo,int hi){
        //固定的切分方式
        int key=array[lo];
        while(lo<hi){
            //从后半部分向前扫描
            while(array[hi]>=key&&hi>lo){
                hi--;
            }
            array[lo]=array[hi];
            //从前半部分向后扫描
            while(array[lo]<=key&&hi>lo){
                lo++;
            }
            array[hi]=array[lo];
        }
        array[hi]=key;
        return hi;
    }

    public static void sort(int[] array,int lo ,int hi){
        if(lo>=hi){
            return ;
        }
        int index=partition(array,lo,hi);
        sort(array,lo,index-1);
        sort(array,index+1,hi);
    }
}

本文代码选自：快速排序（java实现）