【数据结构：排序算法】--快速排序算法

1、执行流程(恋上好理解)

恋上是以每段的首位为轴点来进行分配

public class _6_快速排序算法 {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {10,9,897,28,90,56,34,34,2,456};
        quickSort(arr,0,arr.length-1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    /**
     * 对 [begin, end]范围的元素进行快速排序
     * @param begin
     * @param end
     */
    private static void quickSort(int[] arr,int begin, int end) {
       if(begin<end){
           // 确定轴点位置 O(n)
           int mid = pivotIndex(arr,begin, end);

           // 对子序列进行快速排序
           quickSort(arr,begin, mid-1);
           quickSort(arr,mid + 1, end);
       }
    }

    /**
     * 构造出 [begin, end]范围的轴点元素
     * @return 轴点元素的最终位置
     */
    public static int pivotIndex(int[] arr,int begin, int end) {
        // 备份begin位置的元素
        int  pivot = arr[begin];

        while (begin < end) {
            while (begin < end) {
                if (pivot<arr[end]) { // 右边元素 > 轴点元素
                    end--;
                } else { // 右边元素 <= 轴点元素
                    arr[begin++] = arr[end];
                    break;
                }
            }
            while (begin < end) {
                if (pivot>arr[begin]) { // 左边元素 < 轴点元素
                    begin++;
                } else { // 左边元素 >= 轴点元素
                    arr[end--] = arr[begin];
                    break;
                }
            }
        }
        // 将轴点元素放入最终的位置
        arr[begin] = pivot;
        // 返回轴点元素的位置
        return begin;
    }
}

2. 尚硅谷快速排序

以中间值作为轴点
1、快速排序算法思想：

先在数据中找到一个虚拟的中间值，并按此中间值将所有打算排序的数据分为两部分。其中，小于中间值的数据放在左边，大于中间值的数据放在右边，再以同样的方式分别处理左、右两边的数据，直到排序完为止。

快速排序的步骤：
(1) 选择基准值。
(2) 将数组分成两个子数组：小于基准值的元素和大于基准值的元素。
(3) 对这两个子数组进行快速排序。

2、快速排序图解：

完整代码：

package com.atguigu.排序算法;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class QuickSort {

	public static void main(String[] args) {
		//int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
		
		//测试快排的执行速度
		// 创建要给80000个的随机的数组
		int[] arr = new int[8000000];
		for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
			arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
		}
		
		System.out.println("排序前");
		Date data1 = new Date();
		SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
		String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
		System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
		
		quickSort(arr, 0, arr.length-1);
		
		Date data2 = new Date();
		String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
		System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
		//System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
	}

	public static void quickSort(int[] arr,int left, int right) {
		int l = left; //左下标
		int r = right; //右下标
		//pivot 中轴值
		int pivot = arr[(left + right) / 2];
		int temp = 0; //临时变量，作为交换时使用
		//while循环的目的是让比pivot 值小放到左边
		//比pivot 值大放到右边
		while( l < r) { 
			//在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出
			while( arr[l] < pivot) {
				l += 1;
			}
			//在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出
			while(arr[r] > pivot) {
				r -= 1;
			}
			//如果l >= r说明pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是
			//小于等于pivot值，右边全部是大于等于pivot值
			if( l >= r) {
				break;
			}
			
			//交换
			temp = arr[l];
			arr[l] = arr[r];
			arr[r] = temp;
			
			//如果交换完后，发现这个arr[l] == pivot值 相等 r--， 前移
			if(arr[l] == pivot) {
				r -= 1;
			}
			//如果交换完后，发现这个arr[r] == pivot值 相等 l++， 后移
			if(arr[r] == pivot) {
				l += 1;
			}
		}
		
		// 如果 l == r, 必须l++, r--, 否则为出现栈溢出
		if (l == r) {
			l += 1;
			r -= 1;
		}
		//向左递归
		if(left < r) {
			quickSort(arr, left, r);
		}
		//向右递归
		if(right > l) {
			quickSort(arr, l, right);
		}
		
		
	}
}