快速排序

一---基本思想

先给定一个数组{-3,2,0,5,-4,1}，设定一个标杆，假设就是中间值0，然后一头一尾两个指针，去对数组进行重新排序，排序的结果为中间值0的左边的数全部小于0，而标杆0的右边的数全部大于0。此时数组为{-3,-4,0,5,2,1}。然后再用相同的思想对0左边的数进行递归得{-4,-3,0,5,2,1}，对0右边的数进行递归得{-4,-3,0,1,2,5}。

二---图解

 

三---代码

public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {-3,2,0,5,-4,1};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
       int l = left;
       int r = right;
        int temp = 0;
       int pivot = arr[(left + right) / 2];
       while(l < r) { // 只要l < r,说明还没有排完
           while(arr[l] < pivot) { // 找出左边大于等于pivot的数
               l++;
           }
           while(arr[r] > pivot) { // 找出右边小于等于pivot的数
               r--;
           }
           // 如果l == r，说明左边的数都是小于中轴值，右边的数都是大于中轴值，无需交换，退出。
           if(l == r) {
               break;
           }
           // 如果上面的语句没有执行，说明左边有比中轴值小的，右边有比中轴值大的，交换。
           temp = arr[l];
           arr[l] = arr[r];
           arr[r] = temp;
          
       }
        // 上面循环完成，代表我们已经按照中轴值左边全是小于等于中轴值，右边全是大于等于中轴值的规则排序好了
        // 首先判断上面排序完成后l和r是否相等，如果相等，要错开，否则会进行栈溢出
        if(l == r) {
            l++;
            r--;
        }
        // 左边递归排序
        if(left < r) { // 错开之后r是在左边的，所以这里就是r。
            quickSort(arr, left, r);
        }
        // 左边部分排好了，接下来进行右边
        if(right > l) { // 错开之后l是在左边的，所以这里就是l。
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }

 

四---出现问题

上面的代码其实是有瑕疵的，思考这样一个数组

{-4,2,0,0,7}  

程序报错：

 

改进代码，红色部分即为优化。

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
       int l = left;
       int r = right;
        int temp = 0;
       int pivot = arr[(left + right) / 2];
       while(l < r) { // 只要l < r,说明还没有排完
           while(arr[l] < pivot) { // 找出左边大于等于pivot的数
               l++;
           }
           while(arr[r] > pivot) { // 找出右边小于等于pivot的数
               r--;
           }
           // 如果l == r，说明左边的数都是小于中轴值，右边的数都是大于中轴值，无需交换，退出。
           if(l == r) {
               break;
           }
           // 如果上面的语句没有执行，说明左边有比中轴值小的，右边有比中轴值大的，交换。
           temp = arr[l];
           arr[l] = arr[r];
           arr[r] = temp;
21            // 交换完成，现在判断左边或右边的数是否和中轴值相同，如果相同，要进行前进或者后退，防止进入死循环。
22            if(arr[l] == pivot) {
23                r--;
24            }
25            if(arr[r] == pivot) {
26                l++;
27            }

       }
        // 上面循环完成，代表我们已经按照中轴值左边全是小于等于中轴值，右边全是大于等于中轴值的规则排序好了
        // 首先判断上面排序完成后l和r是否相等，如果相等，要错开，否则会进行栈溢出
        if(l == r) {
            l++;
            r--;
        }
        // 左边递归排序
        if(left < r) { // 错开之后r是在左边的，所以这里就是r。
            quickSort(arr, left, r);
        }
        // 左边部分排好了，接下来进行右边
        if(right > l) { // 错开之后l是在左边的，所以这里就是l。
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }