Java实现交换排序之快速排序

一：快速排序的基本思想

   快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进，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。

设要排序的 数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的 排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

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，赋值给 key，即 key=A[0]；

3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j--)，找到第一个小于 key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；

4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于 key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；

5）重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于 key,4中A[i]不大于 key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

二：快速排序Java实现代码

 public static int[] quickSort(int[] arr, int low, int heigh) {
     if(low < heigh)
     {
         int division = partition(arr, low, heigh);

         quickSort(arr, low, division - 1);

         quickSort(arr, division + 1, heigh);
     }
     return arr;
 }

 // 分水岭,基位,左边的都比这个位置小,右边的都大
 private static int partition(int[] arr, int low, int heigh) {
     int base = arr[low]; //用子表的第一个记录做枢轴(分水岭)记录
     while (low < heigh)
     {
         //更改下面两个while循环中的<=和>=，即可获取到从大到小排列
         //从表的两端交替向中间扫描，从小到大排列
         while (low < heigh && arr[heigh] >= base)
         {
             heigh--;
         }

         // 如果高位小于base,base 赋值给 当前 heigh 位,base 挪到(互换)到了这里,heigh位右边的都比base大
         swap(arr, heigh, low);

         while(low < heigh && arr[low] <= base)
         {
             low++;
         }

         // 如果低位大有base,
         swap(arr, heigh, low);
     }

     //现在low=heigh
     return low;
 }

 //交换大小
 private static void swap(int[] arr, int heigh, int low) {
     int temp = arr[heigh];
     arr[heigh] = arr[low];
     arr[low] = temp;
 }

三：快速排序的性能

时间复杂度：O(nlogn),最坏的情况下为O(n^2)

空间复杂度：O(1)

稳定性:不稳定