快速排序算法（java）

今天复习了一下快速排序算法，写一下心得理解：

（1）快排最快排序算法之一，平均时间复杂度为（n*logn）

（2）快排是基于分治算法的一种排序算法

（3）快排的核心是找到基准元素，并借助其对数组进行多次划分

 

最近看了一本书《算法图解》，很适合刚接触算法的同学，推荐大家去看一下！

这里是关于《算法图解》的一些整理笔记：https://blog.csdn.net/qq_42379006/article/details/80888962

进入正题：………………

 

快速排序：

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

基本思想是，对于输入的子数组a[p:r]，按照以下三个步骤进行排序：

（1）分解：以a[p] 为基准元素将a[p:r]划分成3段 a[p:q-1], a[q] 和 a[q+1:r], 使得 a[p:q-1] 中的每一位元素都小于a[q]，a[q+1:r]中的每一位元素都大于a[q] 。 下标q 在划分过程中确定。

（2）递归求解：通过递归调用排序算法对a[p:q-1] 和 a[q+1:r]进行排序。

（3）合并：此算法的合并在排序中就进行了，所以不需要执行任何计算，a[p:r]就排好序了。

 

举例：

假设用户输入了如下数组：

下标	0	1	2	3	4	5
数据	6	2	7	3	8	9

创建变量left=0（指向第一个数据）,right=5(指向最后一个数据),q=6(赋值为第一个数据的值)。

我们要把所有比 q 小的数移动到 q 的左面，所以我们可以开始寻找比 6 小的数，从right开始，从右往左找，不断递减变量right的值，我们找到第一个下标3的数据比6小，于是把数据3移到下标0的位置，把下标0的数据6移到下标3，完成第一次比较：

下标	0	1	2	3	4	5
数据	3	2	7	6	8	9

left=0 ， right=3 ， q=6

接着，开始第二次比较，这次要变成找比q大的了，而且要从前往后找了。递加变量left，发现下标2的数据是第一个比q大的，于是用下标2的数据7和j指向的下标3的数据的6做交换，数据状态变成下表：

下标	0	1	2	3	4	5
数据	3	2	6	7	8	9

left=2 , right=3 , q=6

称上面两次比较为一个循环。

接着，再递减变量right，不断重复进行上面的循环比较。

在本例中，我们进行一次循环，就发现i和j“碰头”了：他们都指向了下标2。于是，第一遍比较结束。得到结果如下，凡是q(=6)左边的数都比它小，凡是q右边的数都比它大：

下标	0	1	2	3	4	5
数据	3	2	6	7	8	9

如果left和right没有碰头的话，就递加left找大的，还没有，就再递减right找小的，如此反复，不断循环。注意判断和寻找是同时进行的。

然后，对q两边的数据，再分组分别进行上述的过程，直到不能再分组为止。

注意：第一遍快速排序不会直接得到最终结果，只会把比q大和比q小的数分到q的两边。为了得到最后结果，需要再次对下标2两边的数组分别执行此步骤，然后再分解数组，直到数组不能再分解为止（只有一个数据），才能得到正确结果。

 

下面是程序跑的结果：l 代表的是左指针， r 代表的是右指针， key是基质元素

 

程序代码：

package com.hsk.sort;

public class QuickSort {
	
	public static void sort(int arr[], int left, int right){
		int l = left;//左
		int r = right;//右
		int key = arr[left];//基准元素，它的左边都小于它，它的右边都大于它
		
		//整个循环结束为一次划分
		while(l 右边指针
			//先从数组右边开始查找，直至找到 < key的值
			while(lkey)
				r--;	
			//查找到后，如果l key的值
			while(lleft){
			QuickSort.sort(arr, left, l-1);
		}
		if(r