假设我们现在对“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”这个10个数进行排序。首先在这个序列中随便找一个数作为基准数(不要被这个名词吓到了,就是一个用来参照的数,待会你就知道它用来做啥的了)。为了方便,就让第一个数6作为基准数吧。接下来,需要将这个序列中所有比基准数大的数放在6的右边,比基准数小的数放在6的左边,类似下面这种排列。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
在初始状态下,数字6在序列的第1位。我们的目标是将6挪到序列中间的某个位置,假设这个位置是k。现在就需要寻找这个k,并且以第k位为分界点,左边的数都小于等于6,右边的数都大于等于6。想一想,你有办法可以做到这点吗?
给你一个提示吧。请回忆一下冒泡排序,是如何通过“交换”,一步步让每个数归位的。此时你也可以通过“交换”的方法来达到目的。具体是如何一步步交换呢?怎样交换才既方便又节省时间呢?先别急着往下看,拿出笔来,在纸上画画看。我高中时第一次学习冒泡排序算法的时候,就觉得冒泡排序很浪费时间,每次都只能对相邻的两个数进行比较,这显然太不合理了。于是我就想了一个办法,后来才知道原来这就是“快速排序”,请允许我小小的自恋一下(^o^)。
方法其实很简单:分别从初始序列“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”两端开始“探测”。先从右往左找一个小于6的数,再从左往右找一个大于6的数,然后交换他们。这里可以用两个变量i和j,分别指向序列最左边和最右边。我们为这两个变量起个好听的名字“哨兵i”和“哨兵j”。刚开始的时候让哨兵i指向序列的最左边(即i=1),指向数字6。让哨兵j指向序列的最右边(即j=10),指向数字8。

现在交换哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交换之后的序列如下。
6 1 2 5 9 3 4 7 10 8
到此,第一次交换结束。接下来开始哨兵j继续向左挪动(再友情提醒,每次必须是哨兵j先出发)。他发现了4(比基准数6要小,满足要求)之后停了下来。哨兵i也继续向右挪动的,他发现了9(比基准数6要大,满足要求)之后停了下来。此时再次进行交换,交换之后的序列如下。
6 1 2 5 4 3 9 7 10 8
第二次交换结束,“探测”继续。哨兵j继续向左挪动,他发现了3(比基准数6要小,满足要求)之后又停了下来。哨兵i继续向右移动,糟啦!此时哨兵i和哨兵j相遇了,哨兵i和哨兵j都走到3面前。说明此时“探测”结束。我们将基准数6和3进行交换。交换之后的序列如下。
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数6为分界点,6左边的数都小于等于6,6右边的数都大于等于6。回顾一下刚才的过程,其实哨兵j的使命就是要找小于基准数的数,而哨兵i的使命就是要找大于基准数的数,直到i和j碰头为止。
OK,解释完毕。现在基准数6已经归位,它正好处在序列的第6位。此时我们已经将原来的序列,以6为分界点拆分成了两个序列,左边的序列是“3 1 2 5 4”,右边的序列是“9 7 10 8”。接下来还需要分别处理这两个序列。因为6左边和右边的序列目前都还是很混乱的。不过不要紧,我们已经掌握了方法,接下来只要模拟刚才的方法分别处理6左边和右边的序列即可。现在先来处理6左边的序列现吧。
左边的序列是“3 1 2 5 4”。请将这个序列以3为基准数进行调整,使得3左边的数都小于等于3,3右边的数都大于等于3。好了开始动笔吧。
如果你模拟的没有错,调整完毕之后的序列的顺序应该是。
2 1 3 5 4
OK,现在3已经归位。接下来需要处理3左边的序列“2 1”和右边的序列“5 4”。对序列“2 1”以2为基准数进行调整,处理完毕之后的序列为“1 2”,到此2已经归位。序列“1”只有一个数,也不需要进行任何处理。至此我们对序列“2 1”已全部处理完毕,得到序列是“1 2”。序列“5 4”的处理也仿照此方法,最后得到的序列如下。
1 2 3 4 5 6 9 7 10 8
对于序列“9 7 10 8”也模拟刚才的过程,直到不可拆分出新的子序列为止。最终将会得到这样的序列,如下。
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
到此,排序完全结束。细心的同学可能已经发现,快速排序的每一轮处理其实就是将这一轮的基准数归位,直到所有的数都归位为止,排序就结束了。下面上个霸气的图来描述下整个算法的处理过程。
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) + " 原始数据。。。。。");
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 //递归返回条件
17 if (low >= high) {
18 return;
19 }
20 /*
21 * 为什么要定义i和j来代替low和high呢,因为后续左右区间元素还需要用到
22 * low和high两个变量,至于key值得引入,其实用arr[low]代替完全没有
23 * 影响
24 */
25 int j = high;
26 int i = low;
27 int key = arr[i];//基准值
28 /*
29 * 当这个while内部达到i==j的田间时,while循环终止
30 */
31 while (i < j) {
32 /*
33 * 解释一下内层两个while的"i<j":
34 *
35 * 当数组元素为{2,3}时,第一次j--后i=j,arr[j]=arr[0]=2=key,不加
36 * "i<j",则j继续j--,则出现arr[-1],数组下标越界
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时交换arr[i]和arr[j]
48 * i=j时交换arr[i]等于arr[j],交换arr[i]和基准处的值
49 * 不要想着可以 arr[i]=arr[low];arr[low]=arr[j];
50 * 这是很傻的
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 * 你可能觉得当一个数组中最小元素在第一个的时候,i-1小于0,后续代码中
70 * 使用arr[i-1]的时候可能数组下标越界,放心,当i-1小于0时首先不满足递
71 * 归边界条件,递归就会返回。
72 */
73 sort(arr, low, i - 1);
74
75 /*
76 * 你可能觉得当一个数组中最大元素在最后的时候,i+1大于0,后续代码中
77 * 使用arr[i+1]的时候可能数组下标越界,放心,当i+1大于0时首先不满足递
78 * 归边界条件,递归就会返回。
79 */
80 sort(arr, i + 1, high);
81
82 }
83 }
执行结果
[6, 1, 2, 7, 9, 3, 4, 5, 10, 8] 原始数据。。。。。
[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