Java排序算法 - 快速排序

快速排序算法

思路：选择基准数，将所有小于基准数的移动到基准数的左边，大于的移动到右边，之后采用分治思想，递归调用。

步骤如下：

首先，需要一个待排序的数组。

待排序数组

将第一个数，也就是8作为基准数，分别在数组头和尾各设置一个哨兵A和B。

哨兵A和B

哨兵B负责向左移动，找到一个 小于基准数的值之后停下，将值B位置的值赋值给A所在位置，也就是将8改成7，将A的位置向后移动一位。（因为目的是将小于基准数的值放到基准数左边，7已经小于8了，所以A = A + 1，将A指向20的位置）

哨兵B移动

之后A开始移动，发现本身位置20大于temp，那么不用继续移动了，直接将20赋值给B所在位置，B向前移动一位。（同理）

哨兵A移动

第一次移动的一定是B哨兵而不是哨兵A，读者可以先自己思考为什么这样做，后面会给出答案。

移动到下图的时候注意，此时应该是B继续向前搜索小于temp的值。

判断A是否小于B

结果发现，当B移动到A位置时，发现也没有找到小于temp的数，这时就需要把temp这个基准数插入到这个位置，结束一轮寻找。

插入基准数

至此我们发现，8左边的数都小于8，右边的数都大于8，这就完成了一次操作。

之后采用分治法，将8左边的序列当作一个数组，右边的序列当做一个数组，对两个数组都进行上面的操作（也就是重新传入排序方法中，进行递归调用）。

总结

• 主要的判断条件是A是否小于B，如果小于B就结束寻找将基准数插入。
• 为什么一定要从哨兵B先开始呢？其实自己实验一下就能知道为什么。

首先移动哨兵A，找到大于temp的值，也就是20，之后将20赋值给B的所在位置。

哨兵A移动

这里如果赋值了的话，那么15就变成20，15这个数就丢失了，你可能会想，我可以拿一个数先把15记录下来呀，这样做可以，我们假设用temp1记录下15，之后继续向下走，我们走到最后，如下图。

最后

将基准数8加入到arr[3]这个位置。那么temp1该如何处理呢，赋值到arr[0]位置吗，如果这样做，那8的左边就出现了一个大于8的数字，违反了快速排序的条件。

全部代码如下

/**
 * Created by ShouJingGuo on 2018/3/14.
 * 快速排序
 */
public class QuickSort {
    private Comparator comparator;

    QuickSort(Comparator comparator){
        if(comparator == null){
            throw new NullPointerException("比较器不能为null");
        }
        this.comparator = comparator;
    }

    public void quickSort(T[] arr){
        int i = 0, j = arr.length - 1;
        quickSort(arr, i, j);
    }

    private void quickSort(T[] arr, int left, int right){
        if(left < right) {
            int i = left, j = right;
            T temp = arr[left];
            while (i < j) {
                while ((i < j) && (comparator.compare(temp, arr[j]) < 0)) {
                    j--;
                }
                if (i < j) {
                    arr[i++] = arr[j];
                }

                while ((i < j) && (comparator.compare(temp, arr[i]) > 0)) {
                    i++;
                }
                if (i < j) {
                    arr[j--] = arr[i];
                }
            }
            arr[i] = temp;
            quickSort(arr, left, i - 1);
            quickSort(arr, i + 1, right);
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Integer arr[] = {10,50,24,11,68,20,41,0,24,25,4,7,94,15,5,44,66};
        QuickSort quickSort = new QuickSort<>(new IntegerComparator());
        quickSort.quickSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}