排序算法04-快速排序

上一篇文章讲述了归并排序，其实快速排序是基于归并排序的，二者都是基于分而治之的算法设计思想，下面讲述快速排序与归并排序的不同之处：

1.归并排序分割数组属于“货真价实”的分割，创建了两个新数组接收分割后的两个新数组，而快速排序则通过下标标记来分割，不会创建新数组；

2.归并排序分割位置是固定的，每次都是arr.length/2^n（n代表第几次分割），而快速排序通过枢纽元来分割（枢纽元也是一个数组元素，不过该元素左边的数据必须小于它，右边的数据必须大于它）；

快速排序的难点与重点在于枢纽元的获取，步骤如下：

1.定义两个边界，代表获取哪一段的枢纽元，假设为i和j，令枢纽元pos=arr[i]；

2.从j至i遍历数组（即倒序遍历数组），直到找到小于pos的元素，赋值arr[i]=arr[j]，之后i自增；

3.从i至j遍历数组（即正序遍历数组），直到找到大于pos的元素，赋值arr[j]=arr[i]，之后j自减；

4.将pos赋值给arr[i]，返回i，代表调整位置之后枢纽元的位置；

如图：

实现快速排序的简单程序如下：

    public static void quickSort(int[] arr)
    {
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    // 分区方法，i为左边界，j为右边界
    public static int partition(int[] arr, int i, int j)
    {
        int pos = arr[i];
        while (i < j)
        {
            while (i < j && arr[j] >= pos)
                j--;
            if (i < j)
                arr[i++] = arr[j];
            while (i < j && arr[i] < pos)
                i++;
            if (i < j)
                arr[j--] = arr[i];
        }
        arr[i] = pos;
        return i;
    }

    // 排序方法
    public static void quickSort(int[] arr, int left, int rigth)
    {
        if (left < rigth)
        {
            int pos = partition(arr, left, rigth);
            System.out.println("pos=" + pos);
            // 左边区块
            quickSort(arr, left, pos - 1);
            // 右边区块
            quickSort(arr, pos + 1, rigth);
        }
    }