白話排序算法--快速排序

前言：

　　寫到快速排序時，之前已經進行了冒泡、選擇、插入排序，發現算法問題很多東西都是和實際問題相逆的，實際你可能會由外及里，由上及下，可是算法里面它有時就需要你由里往外去擴散，好比最里面的是小成果，然后一次次往外變化，成果也慢慢變大，最后直至達到最終成果為止。本篇快速排序方法因為調用了遞歸，你就可以逆着由里及外來思考問題。　　寫這篇文章光畫圖就花費了我2小時時間，越抽象就越不好形容和比喻，畫的不好，希望各位不要吐槽。

快速排序：先快速排序將隊列一分為二，然后對每個隊列進行遞歸調用快速排序方法，直至不能再次分解后依次返回成果。

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 情景描述：

　　緊接選擇排序情景，有一天，被同學稱為大濕的體育老師胃疼請假休息了，真好數學老師閑着就來代課了，同樣要排列隊形，但是數學老師牛了，說同學們，我今天教你們一種快速排序的方法，到時候來了別忘了教你們的體育老師哦（體育老師估計胃更疼了...）

一、

1. 　我們就把第一個同學當做基數，其他同學和他進行比較，期間，基數不變，此時基數同學站出來，留下了個空位
2. 　首先從最后一個同學開開始，依次向前和基數進行比較，第一個比基數同學等高或者矮了，就站到基數的位置，自己的位置又空下了
3. 　步驟2后，我們再從第一位依次向后和基數比較，如果等於或者比基數高，就站到步驟二留下的空位，自己位置空出來
4.    排除前后已經換過位置的同學，重復步驟2和3， 依次和基數比較，然后坐入空位，留下新空位　　　
5.    直到都和基數進行比較過，然后基數同學站到最后的空位里面

二、

1.    通過步驟一我們把要排列的隊分為了兩隊，而兩隊之內還是高低不齊的
2.    首先來排前面的，讓前面的隊依舊以第一個為基數，結尾到分割線同學的前一位，執行步驟一
3.    接着排后面的，以分割線同學的后一位為開始，隊列末尾為結束，執行步驟一
4. 重復執行步驟2和3，直至不能再拆分即排列完成

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步驟一圖解

上圖為一輪快速排序方法

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 步驟二圖解

上圖為依次遞歸調用快速排序方法，對每次的新隊列進行快速排序

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代碼片段

/**
     * 快速排序，返回一個中軸下標
     * @param arr
     * @param low    隊列起始下標
     * @param high    隊列結束下標
     * @return
     */
    public int quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        int tmp = arr[low]; // 數組的第一個作為中軸
        
        while (low < high) {
            while (low < high && arr[high] >= tmp) {
                high--;
            }
            arr[low] = arr[high]; // 比中軸小的記錄移到低端
            
            while (low < high && arr[low] <= tmp) {
                low++;
            }
            arr[high] = arr[low]; // 比中軸大的記錄移到高端
        }

        arr[low] = tmp; // 中軸記錄到尾
        return low; // 返回中軸的位置
    }
    
    /** 遞歸調用快速排序方法，對數組進行排序 **/
    public void _quickSort(int[] list, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int middle = quickSort(list, low, high); // 獲得中軸下標
            // 對前部分進行排序，遞歸進行，此時不會執行后半部分，直至不能再次拆分，再依次執行下半部分
            _quickSort(list, low, middle - 1);
            // 對下半部分進行排序
            _quickSort(list, middle + 1, high); 
        }
    }

　　代碼挺少，但是沒圖的話理解起來太抽象了，還得邊拿筆畫着邊執行着，完了才領悟了其原理。

再來嚴謹的總結下步驟：

1. 設置兩個變量i、j，排序開始的時候：i=0，j=N-1
2. 從i開始向后搜索，即由前開始向后搜索（i ++ ），找到第一個大於key的A[i]，A[i]與A[j]交換
3. 從j開始向前搜索，即由后開始向前搜索（j -- ），找到第一個小於key的值A[j]，A[i]與A[j]交換
4. 從i開始向后搜索，即由前開始向后搜索（i ++ ），找到第一個大於key的A[i]，A[i]與A[j]交換
5. 重復第3、4、5步，直到 I=J； (3,4步是在程序中沒找到時候j=j-1，i=i+1，直至找到為止。找到並交換的時候i， j指針位置不變。另外當i=j這過程一定正好是i+或j-完成的最后令循環結束

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優點：速度快，適合基本無序的隊列

缺點：多個相同的值的相對位置也許會在算法結束時產生變動，所以不穩定，還有借用了遞歸思想，數據大量時消耗內存

　　終於寫完了，洗洗睡了:) ，最后把這幾天的排序整合下：

• 　冒泡排序
•    插入排序
•    選擇排序
•    快速排序

 

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　寫作不易，難免有疏漏和錯誤，還請慷慨指正，不錯請推薦

　　ps:歡迎轉載，轉載請注明出處：http://www.cnblogs.com/liuyitian/p/4077624.html

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