开始重新拾回我的算法思维之--快速排序

毕业到现在也差不多一年了，之前在校搞ACM时候的痛苦经历已经不在，踏入工作到现在，算法思维逐渐的丢失，工作中遇到的问题也涉及暂时涉及不到算法，记得最后一次用到算法也就是毕设时候了，当时用unity3d写了一个rpg游戏，寻路算法采用的是A*。现在吗....能想起A*的原理已经不错了，所以打算今天开始从新拾回我的算法思维，先从快速排序开始吧，排序也算是最基础的算法了，工作中也是经常使用到（用库函数的就不说了）；

先来说说快速排序的原理吧，

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）。

我自己经常吧快排称之为左右挖坑填坑算法......额，好吧，黄色那部分内容呢，是百度上的，其中有我认为不准确的地方，如第3）4）最后的互换两字我觉得用的不恰当，或者说错误。应该改为将A[j]的值赋值给A[i]，而此时我们并不需要理会A[j]，也就是a[j]将是作为下一个“坑”，“左右挖坑填坑”就是这么来的。为什么这么说呢，且看我用一个来分析。

（以升序为例，倒叙也就是改下符号而已）假设有一个待排序的数组[35,5,42,78,13,29],那么它的第一趟执行完之后是怎样得呢？

好了，理论分析部分完成了，下面一步一步分析代码实现快排的过程。

假设代码只执行了第一步和第二部，代码：

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { 
            int key = arr[left];
            int i = left;
            int j = right;
            while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值
                j--;
            }
            arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小，填入第一个坑
            while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值
                i++;
            }
            arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑
        }

如果要将一整轮都走完，代码：

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { 
            int key = arr[left];
            int i = left;
            int j = right;
            while (i < j) {//如果i不等于j，那么就继续左右挖坑填坑
                while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值
                    j--;
                }
                arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小，填入第一个坑
                while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值
                    i++;
                }
                arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑
            }
            arr[i] = key;//当i==j，将key的值填入这一轮比较的最后一个坑中
        }

接下来就简单了，快排整个函数完成 代码：

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
            if (left < right) {//终止递归的条件。
                int key = arr[left];
                int i = left;
                int j = right;
                while (i < j) {//如果i不等于j，那么就继续左右挖坑填坑
                    while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值
                        j--;
                    }
                    arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小，填入第一个坑
                    while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值
                        i++;
                    }
                    arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑
                }
                arr[i] = key;//当i==j，将key的值填入这一轮比较的最后一个坑中
                quickSort(arr, left, i - 1);//左边部分执行一轮步骤
                quickSort(arr, i + 1, right);//右边部分执行一轮步骤
            }
        }

 

快排完成，其中值得注意的是：有些人会将 第7行 arr[j]>=key 条件和第11行 arr[i]<=key条件写成 arr[j]>key和 arr[i]<key 。表面上看好像也是正确的，但当有两个数字一样的时候，

 6　　　　　　while (i < j) {//如果i不等于j，那么就继续左右挖坑填坑
 7                     while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值
 8                         j--;
 9                     }
10                     arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小，填入第一个坑
11                     while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值
12                         i++;
13                     }
14                     arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑
15          }

这段代码会出现死循环，至于为什么会死循环，请将我上面的步骤一步一步推演，即可得知。