快速排序

为什么写快排

有人可能会觉得，快排这种东西不是大学里的基本功课吗？为什么现在了还要去写它？在我看来大学里的很多东西，尤其是基本功，需要反复的练习，最后形成“肌肉记忆”和思维习惯，这样最后它反过来会帮助我们做系统思考。比如在做代码优化的时候，在帮助别人review代码时，复杂度是多少，可不可以用空间换时间，有没有更高效的算法替代等等，这些都是帮助自己提升技术手段的非常好的方式。快排这些很基础的题一定要吃透，从思想到实现。

快排的思想

排序是算法的一大块，有很多的算法，比如简单的暴力排序，即直接选择排序，每次找出最大（小）的，复杂度是O(N²)，再比如插入排序，像我们打扑克牌接完牌然后做整理一样，冒泡排序，相邻比较，堆排序，适用于找第K大（小）的数字等。快排是很经典的算法。
快排的核心思想就是先找一个元素做定位，把这个数组分为大于这个元素的和小于这个元素的两部分，再进一步对两个子数组进行排序。这个定位用的元素有很多叫法，比如Pivot，哨兵等等。
其实选哪个都可以，但为了简单我们一般都选第一个元素，即index = 0。

未排序前：

array = 3, 2, 1, 5, 8
这时候pivot我们选3，low指向3，high指向8。因为3已经赋给pivot了，所以这时候这个位置就是空的，我们先从high开始，从后往前找，看看有没有比3更小的数，有的话直接把这个值赋给3这个空位置，然后再low端从前往后，这个时候high的位置就是空的了，同理，如果找到比pivot更大的把这个数赋给high的这个空位置。如此循环往复，一轮下来之后，pivot就来到了一个点，这个点左边的所有元素都小于pivot，右边都大于pivot，再分别对这前后两个子数组进行排序，做递归。最后整个数组就排好序了。

上自己写的代码：

private static int[] quickSort(int[] arrays, int low, int high) {
        if (arrays.length <= 0) {
            return arrays;
        }
        if (low >= high) {
            return arrays;
        }

        int lowboundry = low;
        int highboundry = high;

        int pivot = arrays[low];
        while (low < high) {
            while (low < high && arrays[high] >= pivot) {
                high--;
            }
            arrays[low] = arrays[high];
            while (low < high && arrays[low] <= pivot) {
                low++;
            }
            arrays[high] = arrays[low];
        }

        arrays[low] = pivot;
        printArray(arrays);
        System.out.println();

        quickSort(arrays, lowboundry, low);
        quickSort(arrays, low + 1, highboundry);

        return arrays;
    }

最坏的排序情况是O(n²)，和直接排序是一样的。如果把它排序的过程画出来，其实就是一个递归树。平均时间复杂度为O(nLogn)。