【算法】快速排序算法的改进

把数组分成三部分，小于划分值、等于划分值和大于划分值三部分（荷兰国旗问题），然后在 < 区和 > 区在用快速排序。

这种方法每次都是固定了一批数，而不是像传统的快速排序算法一样每次都只是固定了划分值的位置。

public class QuickSort {
    public static void quickSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        quickSort(arr, 0, arr.length -1);
    }
    //对arr[l...r]排序
    private static void quickSort(int[] arr, int l, int r) {
        if (l >= r) {
            return;
        }
        /*
        if (l > r -60) {
            //在arr[l..r]插入排序
            //O(N^2) 小样本量的时候，跑的快
            return;
        }
        */
        swap(arr, l + (int)(Math.random() * (r - l + 1)), r);
        int[] p = partition(arr, l, r);
        quickSort(arr, l, p[0] - 1); // < 区
        quickSort(arr, p[1] + 1, r); // > 区
    }

    private static int[] partition(int[] arr, int l, int r) {
        int less = l - 1; //<区右边界
        int more = r;     //>区左边界
        while (l < more) { //l表示当前数的位置
            if (arr[l] < arr[r]) { //arr[r] 划分值
                swap(arr, ++less, l++);
            } else if (arr[l] > arr[r]) {
                swap(arr, --more, l);
            } else {
                l++;
            }
        }
        swap(arr, more, r);
        return new int[] {less + 1, more};
    }

    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        if (i == j) {
            return;
        }
        arr[i] = arr[i] + arr[j];
        arr[j] = arr[i] - arr[j];
        arr[i] = arr[i] - arr[j];
    }

    //for test
    //生成随机数组
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())]; //长度随机
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            //值随机
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = generateRandomArray(20,100);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        quickSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}