排序算法之快速排序

　　快速排序算法是一个运算性能比较好的算法。其原理如下：

　　在一组给定的数据中，选取一个值作为分界点，将其他比该分界点值小的数据放在分界点左侧，比分界点值大的数据放在分界点右侧，然后递归处理左右两侧的数据，直至所有的数据有序为止。

　　具体算法如下：

　　首先假设有一组数据：23  45  12  78  31  8  21  56  123  66

　　其下标值为：            1   2    3    4    5   6    7    8     9  10 

　　我们在这里每次都取数据中第一个数据作为分界点（但是这种选取方法有不足之处，如果数据基本有序，则耗费时间较多，即每次第一个数据自成一个分组，其余数据为另一个分组）。然后从第二个数据向右遍历，直至找到一个大于分界点的数据为止，记录下该位置，然后从最后一个数据向左遍历，直至找到一个小于分界点的数据为止，记录下该位置，然后比较这两个数据的下标值，如果从左遍历的下标值小于从右遍历的下标值，则交换这两个数据，并继续从刚才记录的位置继续寻找符合要求的数据，否则（即从左遍历的下标值大于从右遍历的下标值），则将从右遍历的那个下标值与分界点进行交换。此时分界点左侧的数据全部小于分界点，分界点右侧的数据全部大于分界点，然后将分界点左右两侧的数据分别看成一组数据，递归使用此方法，即可完成排序。

　　说的比较繁琐，看下面的例子就明白了：

　　设分界点的下标为k,分界点右侧第一个数据下标为i，最后一个数据下标为j。

　　初始数据及下标情况如下：

　　23  45  12  78  31  8  21  56  123  66

　　k      i                                            j

　　从 i 开始向右遍历，找到一个45大于23，然后从 j 开始向左遍历，66大于23,不符合，继续向左遍历，直到找到一个21小于23符合

　　23  45  12  78  31  8  21  56  123  66

　　k      i                         j

　　比较i，j的位置，i在j的左侧，即i小于j，则交换i，j位置的数据，如下所示：

　　23  21  12  78  31  8  45  56  123  66

　　k      i                         j

　　然后继续移动i，j的位置，找到符合条件的数据，并交换位置

　　23  21  12  78  31    8  45  56  123  66

　　k                 i           j

　　23  21  12   8   31  78  45  56  123  66

　　k                 i           j

　　然后继续移动

　　23  21  12    8  31  78  45  56  123  66

　　k                 j     i

　　此时j在i的左侧了，即j小于i了，则将分界点即k位置的数据与j交换  

　　[ 8  21  12  ]  23 [ 31  78  45  56  123  66]

　　 k                   j     i

　　至此第一趟排序已经完成，我们可以看到在分界点23左侧的数据已经全部小于23，右侧的数据已经全部大于23，然后再递归处理23左右两侧的数据，在这里我就不多解释了。

　　Java代码如下：

import java.util.Random;

public class QuickSort {
    public static void  getQuickSort(int[] arr ,int L,int R) {
        if(L<R) {//递归结束标志
            int mid = L;//k
            int left = L+1;//i
            int right = R;//j
            while(true) {
                while(left<arr.length&&arr[left]<arr[mid]) {//向右遍历
                    left++;
                }
                while(right>0&&arr[right]>arr[mid]) {//向左遍历
                    right--;
                }
                if(left>right) {//i>j跳出循环
                    break;
                }
                swap(arr,left,right);//交换i、j数据的位置
                left++;
                right--;
            }
            swap(arr,mid,right);//交换分界点和j的位置
            getQuickSort(arr,L,right-1);//递归调用
            getQuickSort(arr,right+1,R);
        }
    }
    public static void swap(int[] arr,int left,int right){//交换数据
        int temp;
        temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = new int[10];
        //int[] array = {23,45,12,78,31,8,21,56,123,66};
        Random ran = new Random();
        for(int i = 0;i<array.length;i++) {
            array[i] = ran.nextInt(100);
        }
        System.out.println("未排序的数据如下所示：");
        for(int j = 0;j<array.length;j++) {
            System.out.print(array[j]+" ");
        }
        getQuickSort(array,0,array.length-1);
        System.out.println("已排序的数据如下所示：");
        for(int j = 0;j<array.length;j++) {
            System.out.print(array[j]+" ");
        }
    }
}