经典算法（4）图解快速排序算法及代码实现

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这博客是对自己学习的一点点总结及记录，如果您对 Java、算法感兴趣，可以关注我的动态，我们一起学习。

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很多软件公司的笔试和面试，像腾讯，微软等知名IT公司都喜欢考这个，还有大大小的程序方面的考试如软考，考研中也常常出现快速排序的身影。

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一、快速排序介绍

百度百科是这样介绍快速排序的：

二、快速排序的算法思想

将小于基准点的元素放到基准点的左边，将大于基准点的元素放到基准点的右边。经过过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，让所有的数据变成有序的。

其实快速排序算法是基于一种“二分法”的思想，关于二分法的算法可以参考另一篇博客经典算法（2）一文搞懂二分法查找（循环和递归两种方式），有关冒泡排序的算法参考经典算法（1）冒泡排序及其优化

冒泡排序每次只能在相邻的数之间进行交换，如果有10个数字，就需要排序9轮。但是按照快速排序的思想进行排序，总的比较和交换次数减少了，排序速度也会提升。

三、快速排序的实现过程

我们随机取一个数字作为基准元素，为了方便，取第一个数字为基准元素，在此博客中演示的例子中，基准元素取为6；设置两个指针 i 和 j，它们分别指向数组的第一个元素和数组最后一个元素，即i=0，j=9。

首先让指针 j 开始向左挪动，直到找到一个小于6的数停下来。切换到指针 i 再向右挪动，直到找到一个数大于6的数停下来。

最后指针 j 停在了数字 1上，指针 i 停在了数字8上。让指针 i 和指针 j 指向的元素进行交换位置。

第一次排序完成，接着进行第2次排序，指针 j 继续向左移动，由于3 < 6 ，指针 j 停下来；接着指针 i 开始向右继续移动，由于 9 > 6，停下来，9与3进行交换位置。

第2次排序结束，继续进行第3次排序，指针 j 继续向左移动，移动到数字5的位置，由于5 < 6 ，指针 j 停下来；接着指针 i 开始向右继续移动,此时指针 i 与指针 j 重合，把重合点的元素5与基准元素6交换位置，这一轮循环停止执行。

四、代码实现

public class QuickSort {public static void main(String[] args) {int[] array = {6, 2, 4, 8, 9, 5, 7, 3, 1, 10};System.out.println("排序之前的数组: " + Arrays.toString(array));quickSort(array, 0, array.length - 1);System.out.println("排序之后的数组: " + Arrays.toString(array));}private static void quickSort(int[] array, int startIndex, int endIndex) {if (startIndex < endIndex) {// 找基准元素int baseIndex = divide(array, startIndex, endIndex);// 递归调用,对分隔后的左边数组快速排序quickSort(array, startIndex, baseIndex - 1);// 递归调用,对分隔后的右边数组快速排序quickSort(array, baseIndex + 1, endIndex);} else {return;}}/*** 利用双边循环法分隔数组** @param array      需要排序的数组* @param startIndex 数组的开始下标* @param endIndex   数组的结束下标* @return 返回分隔点所在的位置*/private static int divide(int[] array, int startIndex, int endIndex) {// 用数组的第一个元素作为起始元素int base = array[startIndex];int i = startIndex;int j = endIndex;while (i != j) {// 从右向左寻找第一个小于基准数的值while (i < j && array[j] > base) {j--;}// 从左向右寻找第一个大于基准数的值while (i < j && array[i] <= base) {i++;}// 交换位置if (i < j) {swap(array, i, j);}}// 指针i 与指针j 相遇，把重合点的元素与基准元素交换位置array[startIndex] = array[i];array[i] = base;// 返回分隔点所在的位置return i;}/*** 交换i 与 j 位置的值** @param array* @param i* @param j*/private static void swap(int[] array, int i, int j) {int temp;temp = array[i];array[i] = array[j];array[j] = temp;}
}

代码执行结果：

排序之前的数组: [6, 2, 4, 8, 9, 5, 7, 3, 1, 10]
排序之后的数组: [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]

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