一、快速排序算法描述

基本思想：

1.每一轮排序选择一个基准点（pivot）进行分区

1.让小于基准点的元素的进入一个分区，大于基准点的元素的进入另一个分区

2.当分区完成时，基准点元素的位置就是其最终位置

2.在子分区内重复以上过程，直至子分区元素个数少于等于 1，这体现的是分而治之的思想 （divide-and-conquer）

不同的版本：

1.单边循环快排（lomuto 洛穆托分区方案）

①选择最右元素作为基准点元素

②j 指针负责找到比基准点小的元素，一旦找到则与 i 进行交换

③i 指针维护小于基准点元素的边界，也是每次交换的目标索引

④最后基准点与 i 交换， i 即为分区位置

2.双边循环快排（并不完全等价于 hoare 霍尔分区方案）

①选择最左元素作为基准点元素

②j 指针负责从右向左找比基准点小的元素，i 指针负责从左向右找比基准点大的元素，一旦找到二者交换，直至 i，j 相交

③最后基准点与 i（此时 i 与 j 相等）交换，i 即为分区位置

3.双边循环几个要点

1.基准点在左边，并且要先 j 后 i

2.while( i < j  && a[j] > pv ) j--

3.while ( i < j  && a[i] <=  pv ) i++

二、单边快排图形演示

1、选择4为基准点，i>j，ij交换，然后i前进

2、25交换

3、17交换

4、pv和i交换

5、最后递归遍历左半边和右半边元素，最终排序完成

三、单边快排的代码

import java.util.Arrays;// 单边循环法 (lomuto)
public class QuickSort1 {public static void main(String[] args) {int[] a = {5, 3, 7, 2, 9, 8, 1, 4};System.out.println(Arrays.toString(a));quick(a, 0, a.length - 1);}public static void quick(int[] a, int l, int h) {if (l >= h) {return;}int p = partition(a, l, h); // p 索引值quick(a, l, p - 1); // 左边分区的范围确定quick(a, p + 1, h); // 左边分区的范围确定}private static int partition(int[] a, int l, int h) {int pv = a[h]; // 基准点元素int i = l;for (int j = l; j < h; j++) {if (a[j] < pv) {if (i != j) {swap(a, i, j);}i++;}}if (i != h) {swap(a, h, i);}System.out.println(Arrays.toString(a) + " i=" + i);// 返回值代表了基准点元素所在的正确索引，用它确定下一轮分区的边界return i;}public static void swap(int []a,int i,int j){int t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;}
}

四、双边循环图形演示

1、选取左边为基准点，j往左找比基准点小的，i往右找比基准点大的，两者交换

2、19交换

3、左右分区分好，基准点元素和中间元素交换

4、左区间和右区间递归即可完整排序

五、双边循环代码

import java.util.Arrays;
// 双边循环法
public class QuickSort2 {public static void main(String[] args) {int[] a = {5, 3, 7, 2, 9, 8, 1, 4};System.out.println(Arrays.toString(a));quick(a, 0, a.length - 1);}private static void quick(int[] a, int l, int h) {if (l >= h) {return;}int p = partition(a, l, h);quick(a, l, p - 1);quick(a, p + 1, h);}private static int partition(int[] a, int l, int h) {int pv = a[l];int i = l;int j = h;while (i < j) {// j 从右找小的while (i < j && a[j] > pv) {//i必须小于j，不然i可能往前走，停不下来j--;}// i 从左找大的while (i < j && a[i] <= pv) {//i一开始指向pv，故必须要=号i++;}swap(a, i, j);}swap(a, l, j);System.out.println(Arrays.toString(a) + " j=" + j);return j;}public static void swap(int []a,int i,int j){int t=a[i];a[i]=a[j];a[j]=t;}
}

六、快速排序特点