假設我們現在對“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”這個10個數進行排序。首先在這個序列中随便找一個數作為基準數(不要被這個名詞吓到了,就是一個用來參照的數,待會你就知道它用來做啥的了)。為了友善,就讓第一個數6作為基準數吧。接下來,需要将這個序列中所有比基準數大的數放在6的右邊,比基準數小的數放在6的左邊,類似下面這種排列。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
在初始狀态下,數字6在序列的第1位。我們的目标是将6挪到序列中間的某個位置,假設這個位置是k。現在就需要尋找這個k,并且以第k位為分界點,左邊的數都小于等于6,右邊的數都大于等于6。想一想,你有辦法可以做到這點嗎?
給你一個提示吧。請回憶一下冒泡排序,是如何通過“交換”,一步步讓每個數歸位的。此時你也可以通過“交換”的方法來達到目的。具體是如何一步步交換呢?怎樣交換才既友善又節省時間呢?先别急着往下看,拿出筆來,在紙上畫畫看。我高中時第一次學習冒泡排序算法的時候,就覺得冒泡排序很浪費時間,每次都隻能對相鄰的兩個數進行比較,這顯然太不合理了。于是我就想了一個辦法,後來才知道原來這就是“快速排序”,請允許我小小的自戀一下(^o^)。
方法其實很簡單:分别從初始序列“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”兩端開始“探測”。先從右往左找一個小于6的數,再從左往右找一個大于6的數,然後交換他們。這裡可以用兩個變量i和j,分别指向序列最左邊和最右邊。我們為這兩個變量起個好聽的名字“哨兵i”和“哨兵j”。剛開始的時候讓哨兵i指向序列的最左邊(即i=1),指向數字6。讓哨兵j指向序列的最右邊(即j=10),指向數字8。

現在交換哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交換之後的序列如下。
6 1 2 5 9 3 4 7 10 8
到此,第一次交換結束。接下來開始哨兵j繼續向左挪動(再友情提醒,每次必須是哨兵j先出發)。他發現了4(比基準數6要小,滿足要求)之後停了下來。哨兵i也繼續向右挪動的,他發現了9(比基準數6要大,滿足要求)之後停了下來。此時再次進行交換,交換之後的序列如下。
6 1 2 5 4 3 9 7 10 8
第二次交換結束,“探測”繼續。哨兵j繼續向左挪動,他發現了3(比基準數6要小,滿足要求)之後又停了下來。哨兵i繼續向右移動,糟啦!此時哨兵i和哨兵j相遇了,哨兵i和哨兵j都走到3面前。說明此時“探測”結束。我們将基準數6和3進行交換。交換之後的序列如下。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
到此第一輪“探測”真正結束。此時以基準數6為分界點,6左邊的數都小于等于6,6右邊的數都大于等于6。回顧一下剛才的過程,其實哨兵j的使命就是要找小于基準數的數,而哨兵i的使命就是要找大于基準數的數,直到i和j碰頭為止。
OK,解釋完畢。現在基準數6已經歸位,它正好處在序列的第6位。此時我們已經将原來的序列,以6為分界點拆分成了兩個序列,左邊的序列是“3 1 2 5 4”,右邊的序列是“9 7 10 8”。接下來還需要分别處理這兩個序列。因為6左邊和右邊的序列目前都還是很混亂的。不過不要緊,我們已經掌握了方法,接下來隻要模拟剛才的方法分别處理6左邊和右邊的序列即可。現在先來處理6左邊的序列現吧。
左邊的序列是“3 1 2 5 4”。請将這個序列以3為基準數進行調整,使得3左邊的數都小于等于3,3右邊的數都大于等于3。好了開始動筆吧。
如果你模拟的沒有錯,調整完畢之後的序列的順序應該是。
2 1 3 5 4
OK,現在3已經歸位。接下來需要處理3左邊的序列“2 1”和右邊的序列“5 4”。對序列“2 1”以2為基準數進行調整,處理完畢之後的序列為“1 2”,到此2已經歸位。序列“1”隻有一個數,也不需要進行任何處理。至此我們對序列“2 1”已全部處理完畢,得到序列是“1 2”。序列“5 4”的處理也仿照此方法,最後得到的序列如下。
1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
對于序列“9 7 10 8”也模拟剛才的過程,直到不可拆分出新的子序列為止。最終将會得到這樣的序列,如下。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
到此,排序完全結束。細心的同學可能已經發現,快速排序的每一輪處理其實就是将這一輪的基準數歸位,直到所有的數都歸位為止,排序就結束了。下面上個霸氣的圖來描述下整個算法的處理過程。
1 package com.cxx.cebc;
2
3 import java.util.Arrays;
4
5 public class QuickSort {
6
7 public static void main(String[] args) {
8 int[] arr = {6, 1, 2, 7, 9, 3, 4, 5, 10, 8};
9
10 System.out.println(Arrays.toString(arr) + " 原始資料。。。。。");
11 sort(arr, 0, arr.length - 1);
12 System.out.println(Arrays.toString(arr) + "排序完成。。。。。。");
13 }
14
15 private static void sort(int[] arr, int low, int high) {
16 //遞歸傳回條件
17 if (low >= high) {
18 return;
19 }
20 /*
21 * 為什麼要定義i和j來代替low和high呢,因為後續左右區間元素還需要用到
22 * low和high兩個變量,至于key值得引入,其實用arr[low]代替完全沒有
23 * 影響
24 */
25 int j = high;
26 int i = low;
27 int key = arr[i];//基準值
28 /*
29 * 當這個while内部達到i==j的田間時,while循環終止
30 */
31 while (i < j) {
32 /*
33 * 解釋一下内層兩個while的"i<j":
34 *
35 * 當數組元素為{2,3}時,第一次j--後i=j,arr[j]=arr[0]=2=key,不加
36 * "i<j",則j繼續j--,則出現arr[-1],數組下标越界
37 */
38 while (arr[j] >= key && i < j) {
39 j--;
40 }
41
42 while (arr[i] <= key && i < j) {
43 i++;
44 }
45
46 /*
47 * i!=j時交換arr[i]和arr[j]
48 * i=j時交換arr[i]等于arr[j],交換arr[i]和基準處的值
49 * 不要想着可以 arr[i]=arr[low];arr[low]=arr[j];
50 * 這是很傻的
51 *
52 */
53 if (i != j) {
54 int temp;
55 temp = arr[j];
56 arr[j] = arr[i];
57 arr[i] = temp;
58 System.out.println(Arrays.toString(arr) + " 正在排序中.........");
59 } else {
60 int temp;
61 temp = arr[j];
62 arr[j] = arr[low];
63 arr[low] = temp;
64 System.out.println(Arrays.toString(arr) + " 正在排序中.........");
65 }
66 }
67
68 /*
69 * 你可能覺得當一個數組中最小元素在第一個的時候,i-1小于0,後續代碼中
70 * 使用arr[i-1]的時候可能數組下标越界,放心,當i-1小于0時首先不滿足遞
71 * 歸邊界條件,遞歸就會傳回。
72 */
73 sort(arr, low, i - 1);
74
75 /*
76 * 你可能覺得當一個數組中最大元素在最後的時候,i+1大于0,後續代碼中
77 * 使用arr[i+1]的時候可能數組下标越界,放心,當i+1大于0時首先不滿足遞
78 * 歸邊界條件,遞歸就會傳回。
79 */
80 sort(arr, i + 1, high);
81
82 }
83 }
執行結果
[6, 1, 2, 7, 9, 3, 4, 5, 10, 8] 原始資料。。。。。
[6, 1, 2, 5, 9, 3, 4, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[6, 1, 2, 5, 4, 3, 9, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[3, 1, 2, 5, 4, 6, 9, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[2, 1, 3, 5, 4, 6, 9, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 5, 4, 6, 9, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 7, 10, 8] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 9, 7, 8, 10] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 7, 9, 10] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10] 正在排序中.........
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]排序完成。。。。。。
https://blog.csdn.net/pengzonglu7292/article/details/84938910