在Java中怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速排序算法

在Java中怎么實(shí)現(xiàn)一個(gè)快速排序算法？很多新手對(duì)此不是很清楚，為了幫助大家解決這個(gè)難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

快速排序的原理：選擇一個(gè)關(guān)鍵值作為基準(zhǔn)值。比基準(zhǔn)值小的都在左邊序列（一般是無序的），比基準(zhǔn)值大的都在右邊（一般是無序的）。一般選擇序列的第一個(gè)元素。

一次循環(huán)：從后往前比較，用基準(zhǔn)值和最后一個(gè)值比較，如果比基準(zhǔn)值小的交換位置，如果沒有繼續(xù)比較下一個(gè)，直到找到第一個(gè)比基準(zhǔn)值小的值才交換。找到這個(gè)值之后，又從前往后開始比較，如果有比基準(zhǔn)值大的，交換位置，如果沒有繼續(xù)比較下一個(gè)，直到找到第一個(gè)比基準(zhǔn)值大的值才交換。直到從前往后的比較索引>從后往前比較的索引，結(jié)束第一次循環(huán)，此時(shí)，對(duì)于基準(zhǔn)值來說，左右兩邊就是有序的了。

接著分別比較左右兩邊的序列，重復(fù)上述的循環(huán)。

public class FastSort{
	public static void main(String []args){
		System.out.println("Hello World");
		int[] a = {12,20,5,16,15,1,30,45,23,9};
		int start = 0;
		int end = a.length-1;
		sort(a,start,end);
		for (int i = 0; i<a.length; i++){
			System.out.println(a[i]);
		}
	}
	public void sort(int[] a,int low,int high){
		int start = low;
		int end = high;
		int key = a[low];
		while(end>start){
			//從后往前比較
			while(end>start&&a[end]>=key) //如果沒有比關(guān)鍵值小的，比較下一個(gè)，直到有比關(guān)鍵值小的交換位置，然后又從前往后比較
			end--;
			if(a[end]<=key){
				int temp = a[end];
				a[end] = a[start];
				a[start] = temp;
			}
			//從前往后比較
			while(end>start&&a[start]<=key)//如果沒有比關(guān)鍵值大的，比較下一個(gè)，直到有比關(guān)鍵值大的交換位置
			start++;
			if(a[start]>=key){
				int temp = a[start];
				a[start] = a[end];
				a[end] = temp;
			}
			//此時(shí)第一次循環(huán)比較結(jié)束，關(guān)鍵值的位置已經(jīng)確定了。左邊的值都比關(guān)鍵值小，右邊的值都比關(guān)鍵值大，但是兩邊的順序還有可能是不一樣的，進(jìn)行下面的遞歸調(diào)用
		}
		//遞歸
		if(start>low) sort(a,low,start-1);
		//左邊序列。第一個(gè)索引位置到關(guān)鍵值索引-1
		if(end<high) sort(a,end+1,high);
		//右邊序列。從關(guān)鍵值索引+1到最后一個(gè)
	}
}

上面最后一句不是基準(zhǔn)值的意思是，不是直接用基準(zhǔn)值交換，是用基準(zhǔn)值所在的索引交換。

下面我們看看另一種實(shí)現(xiàn)方式。

一趟快速排序的過程如下

（1）先從序列中選取一個(gè)數(shù)作為基準(zhǔn)數(shù)

（2）將比這個(gè)數(shù)大的數(shù)全部放到它的右邊，把小于或者等于它的數(shù)全部放到它的左邊

一趟快速排序也叫做Partion，即將序列劃分為兩部分，一部分比基準(zhǔn)數(shù)小，另一部分比基準(zhǔn)數(shù)大，然后

再進(jìn)行分治過程，因?yàn)槊恳淮蜳artion不一定都能保證劃分得很均勻，所以最壞情況下的時(shí)間復(fù)雜度不能

保證總是為。

對(duì)于Partion過程，通常有兩種方法

（1）兩個(gè)指針從首尾向中間掃描（雙向掃描）

這種方法可以用挖坑填數(shù)來形容，比如

初始化：i=0;j=9;pivot=a[0];

現(xiàn)在a[0]保存到了變量pivot中了，相當(dāng)于在數(shù)組a[0]處挖了個(gè)坑，那么可以將其它的數(shù)填到這里來。從j開始向前找一個(gè)小于或者等于pivot的數(shù)，即將a[8]填入a[0]，但a[8]又形成了一個(gè)新坑，再?gòu)膇開始向后找一個(gè)大于pivot的數(shù)，即a[3]填入a[8]，那么a[3]又形成了一個(gè)新坑......

就這樣，直到i==j才停止，最終得到結(jié)果如下

上述過程就是一趟快速排序。

/**
 * 功能描述: 快速排序，雙向掃描
 *
 * @date 2017-09-12 10:17
 * @since V1.0.0
 */
public class QuickSort {
	public static void main(String[] args){
		Integer[] arr = {8, 2, 9, 1, 5, 10, 12, 3, 18, 6};
		System.out.println(Arrays.asList(arr));
		quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
		System.out.println(Arrays.asList(arr));
	}
	public static void quickSort(Integer[] arr, int left, int right) {
		if(left < right) {
			int partition = partition(arr, left, right);
			quickSort(arr, left, partition - 1);
			quickSort(arr, partition + 1, right);
		}
	}
	public static int partition(Integer[] arr, int left, int right) {
		Integer pivot = arr[left];
		int i = left, j = right;
		while (i < j) {
			while (arr[j] >= pivot && i < j) {
				j--;
			}
			arr[i] = arr[j];
			while (arr[i] <= pivot && i < j) {
				i++;
			}
			arr[j] = arr[i];
		}
		arr[i] = pivot;
		return i;
	}
}

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