快速排序算法（Java实现）

快速排序（Quick Sort）

快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

算法描述

快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：

• 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；

• 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；

• 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

代码实现

import java.util.Arrays;

public class TestQuickSort {
        private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
                //指定左指针i和右指针j
                int i = low;
                int j= high;
                
                //将第一个数作为基准值。挖坑
                int x = arr[low];
                
                //使用循环实现分区操作
                while(i<j){//5  8
                        //1.从右向左移动j，找到第一个小于基准值的值 arr[j]
                        while(arr[j]>=x && i<j){
                                j--;
                        }
                        //2.将右侧找到小于基准数的值加入到左边的（坑）位置， 左指针想中间移动一个位置i++
                        if(i<j){
                                arr[i] = arr[j];
                                i++;
                        }
                        //3.从左向右移动i，找到第一个大于等于基准值的值 arr[i]
                        while(arr[i]<x && i<j){
                                i++;
                        }
                        //4.将左侧找到的打印等于基准值的值加入到右边的坑中，右指针向中间移动一个位置 j--
                        if(i<j){
                                arr[j] = arr[i];
                                j--;
                        }
                }
                
                //使用基准值填坑，这就是基准值的最终位置
                arr[i] = x;//arr[j] = y;
                //返回基准值的位置索引
                return i; //return j;
        }
        private static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {//???递归何时结束
                if(low < high){
                        //分区操作，将一个数组分成两个分区，返回分区界限索引
                        int index = partition(arr,low,high);
                        //对左分区进行快排
                        quickSort(arr,low,index-1);
                        //对右分区进行快排
                        quickSort(arr,index+1,high);
                }
        
        }

        public static void quickSort(int[] arr) {
                int low = 0;
                int high = arr.length-1;
                quickSort(arr,low,high);
        }
        
        public static void main(String[] args) {
                //给出无序数组
                int arr[] = {72,6,57,88,60,42,83,73,48,85};

        //输出无序数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //快速排序
        quickSort(arr);
        //partition(arr,0,arr.length-1);
        //输出有序数组
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }

        
}

最佳情况：T(n) = O(nlogn) 最差情况：T(n) = O(n2) 平均情况：T(n) = O(nlogn)