引言

在快速排序分析中我们探讨了经典快排的实现，且进行了一些小优化。

但是若序列中包含大量重复的元素，这种情况下，快排的性能就不那么理想了。

下面开始学习三路快排的思想吧。

思路

将数组分为三部分，分别对应于小于、等于和大于哨兵元素v的子序列。

切分方法为从左到右遍历(扫描)数组一次，维护一个指针lt使得a[left..lt-1]中的元素都小于v，一个指针gt使得
a[gt+1..right]中的元素都大于v，一个指针i使得a[lt..i-1]中的元素都等于v,而a[i..gt]中的元素是还未扫描的。

一开始令i = left + 1,对a[i]与v进行比较，根据比较情况作出不同的处理：

a[i]小于v，将a[lt]和a[i]交换，将lt和i加1；
a[i]大于v，将a[gt]和a[i]交换，将gt减1；
a[i]等于v，将i加1

以上操作会不断缩小gt - i的值，直到i > gt扫描结束。这时就成了上图切分后的情况。

假定元素数据如上图。

先让这三个指针就位。我们选取的哨兵元素v为6。

a[i]=3小于6，交换a[lt]和a[i]：6和3，lt和i指针后移。

a[i]=8大于6，交换a[gt]和a[i]：7和8，gt指针前移。

a[i]=7大于6，交换a[gt]和a[i]：1和7，gt指针前移。

a[i]=1小于6，交换a[lt]和a[i]：6和1，lt和i指针后移。

a[i]=2小于6，交换a[lt]和a[i]：6和2，lt和i指针后移。

a[i]=1小于6，交换a[lt]和a[i]：6和1，lt和i指针后移。

a[i]=6等于6，i指针后移。直到a[i]=5，交换6和5，lt和i指针后移。

i继续后移，然后不满足i <= gt的条件啦，跳出循环~

数组就被分为三部分，分别对应于小于、等于和大约哨兵元素v的子序列。

一次切分就完毕了，接下来只要对小于和大于v的部分进行同样的切分即可。

代码

private static <E extends Comparable<? super E>> void quick3Way(E[] a) {shuffle(a);quick3Way(a, 0, a.length - 1);
}/*** @param a* @param left* @param right* @param <E>*/
private static <E extends Comparable<? super E>> void quick3Way(E[] a, int left, int right) {if (right <= left) {return;}int lt = left, i = left + 1, gt = right;E v = a[left];//当 i > gt时跳出循环while (i <= gt) {int cmp = a[i].compareTo(v);//这里有个坑，注意和普通快排算法不一样，a[left]的元素是会发生变化的，因此需要用临时变量v缓存起来if (cmp < 0) {//a[i]小于v,将a[lt]和a[i]交换，将lt和i加1；swap(a, lt++, i++);} else if (cmp > 0) {//a[i]大于v,将a[gt]和a[i]交换,将gt减1；swap(a, gt--, i);} else {//a[i]等于v，将i加1i++;}}quick3Way(a, left, lt - 1);quick3Way(a, gt + 1, right);
}

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