Java中快速排序的实现

快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是：通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要 小，然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。最坏情况的时间复杂度为O(n^2)，最好 情况时间复杂度为O(nlogn)。

假设要排序的数组是A[1]……A[N]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。一趟快速排序的算法是：

1）、设置两个变量I、J，排序开始的时候I：=1，J：=N；

2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X：=A[1]；

3）、从J开始向前搜索，即由后开始向前搜索（J：=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换；

4）、从I开始向后搜索，即由前开始向后搜索（I：=I+1），找到第一个大于X的值，两者交换；

5）、重复第3、4步，直到I=J；

例如：待排序的数组A的值分别是：（初始关键数据X：=49）

A[1]    A[2]    A[3]    A[4]   A[5]   A[6]    A[7]：

49       38      65      97      76      13       27

进行第一次交换后： 27       38      65      97      76      13       49

( 按照算法的第三步从后面开始找)

进行第二次交换后： 27       38      49      97      76      13       65

　　  ( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65>49,两者交换，此时I：=3 )

进行第三次交换后： 27       38      13      97      76      49       65

　　 ( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)

进行第四次交换后： 27       38      13      49      76      97       65

　　( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值，97>49,两者交换，此时J：=4 )

此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一躺快速排序，那么经过一躺快速排序之后的结果是：

27      38       13     
49     76       97       65

即所有大于49的数全部在49的后面，所有小于49的数全部在49的前面。

快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列，分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序，从而完成全部数据序列的快速排序，最后把此数据序列变成一个有序的序列。

=========================下面是快排的Java代码==========================

测试用例：arr=null  arr={1,2,3,4,5,6}  arr={6,5,4,3,2,1}  arr={49,38,65,97,76,13,27}

 package com.szy.sort;

 public class QuickSort {

     public static void main(String[] args)
     {
         int[] arr = {49,38,65,97,76,13,27};
 //      int[] arr = {6,5,4,3,2,1};
 //      int[] arr = {1,2,3,4,5,6};
         quicklySort(arr,0,arr.length-1);

         for(int k=0; k<arr.length;k++){
             System.out.print(arr[k]+" ");
         }
     }

     private static void quicklySort(int[] arr, int begin, int end) {
         if(arr==null || arr.length==0){
              return;
         }
         if(begin<end){
             int index = partition(arr,begin,end);
             quicklySort(arr,begin, index-1);
             quicklySort(arr, index+1, end);
         }
     }

     /** 分区方法:将元素划分为两部分，左部分小于分区元素，右部分大于分区元素，最后返回中间的分区元素的索引值 */
     private static int partition(int[] arr, int begin, int end) {
         int key = arr[begin];    //分区元素key,选取第一个元素作为分区元素
         int keyI = begin;        //记录key的索引值

         while(begin<end){
             while(begin<end && arr[end]>key){  //从右往左扫描,直到找到小于key值的,然后交换它们
                 end--;
             }
             if(begin<end){
                 swap(arr,keyI,end);     //交换key值和右边第一个小于key值的索引处的值
                 keyI = end;                //记录此时和key交换的那个索引值
             }
             while(begin<end && arr[begin]<key){ //从左往有扫描,知道找到大于key值的，然后交换它们
                 begin++;
             }
             if(begin<end){
                 swap(arr,keyI,begin);   //交换key值和左边第一个大于key值的索引处的值
                 keyI = begin;            //记录此时和key交换的那个索引值
             }
         }

         return keyI;                    //返回分区元素的索引值
     }

        /** 用于交换数组中的两个元素 */
     private static void swap(int[] arr, int i, int j){
         int temp = arr[i];
         arr[i] = arr[j];
         arr[j] = temp;
     }

 }