算法/排序算法/QuickSort快速排序

快速排序基于分治的思想，该方法的基本思路是：

1. 先从数列中取出一个数作为基准数。
2. 分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。
3. 再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。

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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 key
3. 从 j 开始向前搜索，找到第一个小于 key 的值与 key 交换
4. 从 i 开始向后搜索，找到第一个大于 key 的值与 key 交换
5. 重复第3、4步，直到 i=j，将对应的值与 key 交换

这个过程还可以优化：j 向前扫描时遇到比 key 小的值暂不交换，停止扫描并使 i 开始向后扫描，等到 i 对应的值大于 key 时，直接交换 i 和 j 对应的值，然后继续扫描直到 i、j 相遇，扫描和交换的过程结束。这时 i 左边的值都小于基准值，右边的值都不小于基准值，即 key 回到正确的位置。然后就可以分别对这两部分进行快速排序。

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java代码如下：

public class QuickSort {

    private final static int MAX_NUM = 10;

    public static void main(String args[]) {
        int[] array = new int[MAX_NUM];
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);

        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            array[i] = scanner.nextInt();
        }

        for (int i : array) {
            System.out.print(i + " ");
        }

        System.out.println();

        int low = 0;
        int high = array.length - 1;
        QuickSort tQS = new QuickSort();
        tQS.quickSort(array, low, high);

        for (int i : array) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }


    void quickSort(int[] array, int low, int high) {
        int i = low;
        int j = high;
        int key = array[low];

        while (i < j) {

            while (array[j] >= key && i < j) {
                j--;
            }

            while (array[i] <= key && i < j) {
                i++;
            }

            if (i < j) {
                int temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }

        array[low] = array[i];
        array[i] = key;

        if (i > low) {
            quickSort(array, low, i - 1);
        }
        if (j < high) {
            quickSort(array, i + 1, high);
        }

    }
}

快速排序的平均时间复杂度为O(nlgn)，最坏情况时间可达到O(n^2)：当要排序的数据基本有序的时候。我们知道，当把数列平均分成两个等长的数列时效率最高，两部分相差越大效率越低。
为降低最坏情况出现的几率，我们可以采用一种优化的算法 随机快速排序