【Java】实现快排算法

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我是靠谱客的博主怕孤单老虎，最近开发中收集的这篇文章主要介绍【Java】实现快排算法，觉得挺不错的，现在分享给大家，希望可以做个参考。

概述

一：快排算法简述
快速排序是一种排序执行效率很高的排序算法，它利用分治法来对待排序序列进行分治排序，它的思想主要是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中的一部分比关键字小，后面一部分比关键字大，然后再对这前后的两部分分别采用这种方式进行排序，通过递归的运算最终达到整个序列有序，下面我们简单进行阐述。

二：快排思路
我们从一个数组来逐步逐步说明快速排序的方法和思路。

假设我们对数组{7, 1, 3, 5, 13, 9, 3, 6, 11}进行快速排序。
1:首先在这个序列中找一个数作为基准数，为了方便可以取第一个数。
2:遍历数组，将小于基准数的放置于基准数左边，大于基准数的放置于基准数右边。
3:此时得到类似于这种排序的数组{3, 1, 3, 5, 6, 7, 9, 13, 11}。
4: 在初始状态下7是第一个位置，现在需要把7挪到中间的某个位置k，也即k位置是两边数的分界点。
5:那如何做到把小于和大于基准数7的值分别放置于两边呢，我们采用双指针法，从数组的两端分别进行比对。
6:先从最右位置往左开始找直到找到一个小于基准数的值，记录下该值的位置（记作 i）。
7:再从最左位置往右找直到找到一个大于基准数的值，记录下该值的位置（记作 j）。
8: 如果位置i<j，则交换i和j两个位置上的值，然后继续从(j-1)的位置往前和(i+1)的位置往后重复上面比对基准数然后交换的步骤。
9:如果执行到i==j，表示本次比对已经结束，将最后i的位置的值与基准数做交换，此时基准数就找到了临界点的位置k，位置k两边的数组都比当前位置k上的基准值或都更小或都更大。
10:上一次的基准值7已经把数组分为了两半，基准值7算是已归位（找到排序后的位置）。
11:通过相同的排序思想，分别对7两边的数组进行快速排序，左边对[left, k-1]子数组排序，右边则是[k+1, right]子数组排序。
12:利用递归算法，对分治后的子数组进行排序。
13:快速排序之所以比较快，是因为相比冒泡排序，每次的交换都是跳跃式的，每次设置一个基准值，将小于基准值的都交换到左边，大于基准值的都交换到右边，这样不会像冒泡一样每次都只交换相邻的两个数，因此比较和交换的此数都变少了，速度自然更高。当然，也有可能出现最坏的情况，就是仍可能相邻的两个数进行交换。

快速排序基于分治思想，它的时间平均复杂度很容易计算得到为O(NlogN)。

三：代码实现

import java.util.Arrays;

public class quicksort {
    public static void swap(int[] arr,int i,int j){
        int temp=arr[i];
        arr[i]=arr[j];
        arr[j]=temp;
    }
    public static int partion(int[] arr,int left, int right){
        int key=arr[left];
        int start=left;
        while (left<right){
            //一定要从后往前找第一个小于key的位置，否则数据的位置会产生错误
            while (left<right&&arr[right]>=key){
                right--;
            }
            //从前向后找第一个大于key的数据位置
            while (left<right&&arr[left]<=key){
                left++;
            }
            //交换
            swap(arr,left,right);
        }
        //把基准值和相遇的位置的数据进行交换
        //错误： arr[left] = key; 相遇位置的数据被覆盖
        swap(arr,left,start);
        return left;

    }
    public static void quickSort(int[] array,int left,int right){
        if(left<right){
            int mid =partion(array,left,right);//获取基准值在第一次排序后的下标位置
            quickSort(array,left,mid-1);//分为左右两个组再进行排序，递归
            quickSort(array,mid+1,right);
        }

    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] array={1,4,5,3,7,8,8,9};
        int left=0;
        int right=array.length-1;
        quickSort(array,left,right);
        System.out.println(Arrays.toString(array));
    }
}