快速排序——Java實現

一、排序思想

      快速排序是由冒泡排序改進而得到的，是一種分區交換排序方法。思想如下：
一趟快速排序采用從兩頭向中間掃描的方法，同時交換與基准記錄逆序的記錄。

1. 在待排序的N個記錄中任取一個元素(通常取第一個記錄)作為基准，稱為基准記錄；
2. 定義兩個索引 left 和 right 分別表示“首索引” 和 “尾索引”，key 表示“基准值”；
3. 首先，尾索引向前掃描，直到找到比基准值小的記錄(left != righ)，並替換首索引對應的值；
4. 然后，首索引向后掃描，直到找到比基准值大於的記錄(left != righ)，並替換尾索引對應的值；
5. 若在掃描過程中首索引等於尾索引(left = right),則一趟排序結束；將基准值(key)替換首索引所對應的值；
6. 再進行下一趟排序時，待排序列被分成兩個區:[0,left-1],[righ+1,end]
7. 對每一個分區重復步驟2~6，直到所有分區中的記錄都有序，排序成功。

二、圖解

三、代碼實現

/**
 * 快速排序演示
 * @author Lvan
 */
public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 1, 7, 3, 1, 6, 9, 4};

        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);

        for (int i : arr) {
            System.out.print(i + "\t");
        }
    }

    /**
     * @param arr        待排序列
     * @param leftIndex  待排序列起始位置
     * @param rightIndex 待排序列結束位置
     */
    private static void quickSort(int[] arr, int leftIndex, int rightIndex) {
        if (leftIndex >= rightIndex) {
            return;
        }

        int left = leftIndex;
        int right = rightIndex;
        //待排序的第一個元素作為基准值
        int key = arr[left];

        //從左右兩邊交替掃描，直到left = right
        while (left < right) {
            while (right > left && arr[right] >= key) {
                //從右往左掃描，找到第一個比基准值小的元素
                right--;
            }

            //找到這種元素將arr[right]放入arr[left]中
            arr[left] = arr[right];

            while (left < right && arr[left] <= key) {
                //從左往右掃描，找到第一個比基准值大的元素
                left++;
            }

            //找到這種元素將arr[left]放入arr[right]中
            arr[right] = arr[left];
        }
        //基准值歸位
        arr[left] = key;
        //對基准值左邊的元素進行遞歸排序
        quickSort(arr, leftIndex, left - 1);
        //對基准值右邊的元素進行遞歸排序。
        quickSort(arr, right + 1, rightIndex);
    }
}