详解快速排序算法（Java版）

前言

快速排序（Quick Sort）算法和冒泡排序算法类似，都是基于交换排序的思想。快速排序算法对冒泡排序算法进行了改进，从而具有更高的执行效率。而且也是面试常考的一种算法，不仅得会写，更主要的是理解其中的思想。

快速排序的流程

（1）首先设定一个分界值，通过该分界值将数组分为左右两部分
（2）将大于等于分界值的数据集中到数组的右边，小于分界值的数据集中到数组的左边，此时左边部分中各元素都小于等于分界值，右边部分中各元素都大于分界值
（3）然后，左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据，又可以取一个分界值，将该部分数据分成左右两部分，同样将左边放置较小值，右边放置较大值。右侧的数组也做类似处理。
（4）重复上述过程，可以看出，这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好后，再递归排好右侧部分的顺序。当左、右两部分各数据排序完成后，整个数组的排序也就完成了

详细代码

上面的流程，一般看完后会懵懵懂懂，结合下面的代码，然后慢慢理解

public class MyQuickSort {
    static final int SIZE = 18;

    /**
     * @param arr   待排序的数组
     * @param left  数组的左边界(例如，从起始位置开始排序，则left=0)
     * @param right 数组的右边界(例如，排序截至到数组末尾，则right=arr.length-1)
     */
    private static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        int f, t;//f是分界值，t是后面要进行交换的临时temp变量
        int rtemp, ltemp;//左、右数组临时变量
        ltemp = left;//由于要一直移动指针（索引），因此要定义左右两侧的临时指针（索引）变量
        rtemp = right;
        f = arr[(left + right) / 2];//分界值
        while (ltemp < rtemp) { //确保左边的索引要小于右边（因为我们左边放比分界值小的值，右边放比分界值大的值）
            //只有等左边的值小于分界值，我们的指针才会继续向右移动，
            // 否则，指针就指这个值，等待和右边的值交换
            while (arr[ltemp] < f) {
                ++ltemp; // 指针向右移动
            }
            //只有等右边的值大于于分界值，我们的指针才会继续向左移动，
            // 否则，指针就指这个值，等待和左边的值交换
            while (arr[rtemp] > f) {
                --rtemp;// 指针向左移动
            }
            //程序走早这里，一定是出现，左侧指针指向了大于分界值的数据，右侧指针指向了小于分界值的数据
            if (ltemp <= rtemp) { // 依然是确保左边的索引要小于右边（因为我们左边放比分界值小的值，右边放比分界值大的值）
                //交换两个数据，也就是把右边小于分界值的数据和左边大于分界值的数据进行交换，
                // 这样就可以做到左边永远都小于分界值，右边永远都大于分界值
                t = arr[ltemp];
                arr[ltemp] = arr[rtemp];
                arr[rtemp] = t;
                ++ltemp;//交换完后，左侧的指针向右侧移动一位
                --rtemp; //交换完后，右侧的指针向左侧移动一位
            }
        }
      
        if (ltemp == rtemp) {
            ltemp++;
        }
        //确保右侧的指针向左移动不能超过数组左侧索引
        if (left < rtemp) {
            //此时left依然不变，而right的位置已经变为ltemp-1
            quickSort(arr, left, ltemp - 1);//递归调用
        }
        //确保左侧的指针向右移动不能超过数组右侧索引
        if (ltemp < right) {
            //此时right依然不变，而left的位置已经变为rtemp+1
            quickSort(arr, rtemp + 1, right);//递归调用
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[SIZE];
        int i;
        for (i = 0; i < SIZE; i++) {
            arr[i] = (int) (100 + Math.random() * (100 + 1));//初始化数组
        }
        System.out.print("排序前的数组为：\n");
        for (i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);//排序操作;
        System.out.print("排序后数组为：\n");
        for (i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " "); //输出排序后的数组
        }
        System.out.println();
    }
}

运行结果：

排序前的数组为：
131 167 177 163 120 110 109 158 161 190 102 148 193 188 120 169 140 169 
排序后数组为：
102 109 110 120 120 131 140 148 158 190 161 163 167 169 169 177 188 193