（十二）排序——快速

1.快速排序法介绍:

快速排序（Quicksort）是对 冒泡排序的一种改进。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

2.快速排序法示意图:

3.快速排序法应用实例:

要求: 对 [-9,78,0,23,-567,70] 进行从小到大的排序，要求使用快速排序法。【测试 8w 和 800w】
说明[验证分析]:

1. 如果取消左右递归，结果是 -9 -567 0 23 78 70
2. 如果取消右递归,结果是 -567 -9 0 23 78 70
3. 如果取消左递归,结果是 -9 -567 0 23 70 78
4. 代码实现(韩老师)

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;
import java.util.Date;
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
        //测试快排的执行速度
        // 创建要给 80000 个的随机的数组
        int[] arr = new int[8000000];
        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
        }
        System.out.println("排序前");
        Date data1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        Date data2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
        System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
        //System.out.println("arr=" +Arrays.toString(arr));
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        int l = left; //左下标
        int r = right; //右下标
        //pivot 中轴值
        int pivot = arr[(left + right) / 2];
        int temp = 0; //临时变量，作为交换时使用
        //while 循环的目的是让比 pivot 值小放到左边
        //比 pivot 值大放到右边
        while (l < r) {
            //在 pivot 的左边一直找,找到大于等于 pivot 值,才退出
            while (arr[l] < pivot) {
                l += 1;
            }
            //在 pivot 的右边一直找,找到小于等于 pivot 值,才退出
            while (arr[r] > pivot) {
                r -= 1;
            }
            //如果 l >= r 说明 pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是
            //小于等于 pivot 值，右边全部是大于等于 pivot 值
            if (l >= r) {
                break;
            }
            //交换
            temp = arr[l];
            arr[l] = arr[r];
            arr[r] = temp;
            //如果交换完后，发现这个 arr[l] == pivot 值 相等 r--， 前移
            if (arr[l] == pivot) {
                r -= 1;
            }
            //如果交换完后，发现这个 arr[r] == pivot 值 相等 l++， 后移
            if (arr[r] == pivot) {
                l += 1;
            }
        }
        // 如果 l == r, 必须 l++, r--, 否则为出现栈溢出
        if (l == r) {
            l += 1;
            r -= 1;
        }
        //向左递归
        if (left < r) {
            quickSort(arr, left, r);
        }
        //向右递归
        if (right > l) {
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }

}

5. 代码实现(自己)

/**
 * 快速排序
 */
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {

        //int[] arr = {-9, 78, 20, -23, 0, 70, -1, 900, 4561};
        //int[] arr = {-9, -1, 20, -23, 0, 70, 78, 900, 4561};
        //int[] arr = {-9, -1, 0, -23, 20, 70, 78, 900, 4561};
        //int[] arr = {-9, -1, -23, 0, 20, 70, 78, 900, 4561};

        int[] arr = new int[10000000];
        for (int i = 0; i < 10000000; i++) {
            arr[i] = (int) (Math.random() * 1000000000);
        }
        long t1 = System.currentTimeMillis();

        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);

        System.out.println(System.currentTimeMillis() - t1);

        //System.out.println(Arrays.toString(arr));

    }

    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        int l = left;
        int r = right;
        int temp;
        //中轴
        int pivot = arr[(left + right) / 2];
        //System.out.println("pivot:" + pivot);
        while (r > l) {

            while (arr[l] < pivot) {
                l++;
            }

            while (arr[r] > pivot) {
                r--;
            }

            //如果 l >= r 说明 pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是
            //小于等于 pivot 值，右边全部是大于等于 pivot 值
            if (l >= r) {
                break;
            }

            //交换
            temp = arr[r];
            arr[r] = arr[l];
            arr[l] = temp;

            //如果交换完后，发现这个 arr[l] == pivot 值 相等 r--， 前移
            if (arr[l] == pivot) {
                r--;
            }
            //如果交换完后，发现这个 arr[r] == pivot 值 相等 l++， 后移
            if (arr[r] == pivot) {
                l++;
            }

        }
        // 如果 l == r, 必须 l++, r--, 否则为出现栈溢出
        if (r == l) {
            r--;
            l++;
        }

        //向左递归
        if (left < r) {
            quickSort(arr, left, r);
        }

        //向右递归
        if (right > l) {
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }
}