[数据结构与算法]经典排序算法（四） —— Quick Sort 快速排序

简介

快速排序的基本思想：通过一趟排序，将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

可以看出，快排也应用了分治思想，一般会用递归来实现。

快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：

• 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot，中心，支点）；
• 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。这个称为分区（partition）操作。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置（它应该在的位置）；
• 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列，和大于基准值元素的子数列排序。

这里需要注意，分区操作在具体实现时，可以设置在序列首尾设置双指针，然后分别向中间移动；左指针找到最近的一个大于基准的数，右指针找到最近一个小于基准的数，然后交换这两个数。

排序过程

实现

/**
     * 快速排序
     * @param nums
     * @return
*/
public static void sort(int[] nums, int start, int end) {
    if (start > end) {
        return;
    }
    int pivot = partion(nums, start, end);
    sort(nums, start, pivot - 1);
    sort(nums, pivot + 1, end);
}


/**
     * 分区
     * @param nums
     * @param start
     * @param end
     * @return
*/
private static int partion(int[] nums, int start, int end) {
    int left = start, right = end;
    int pivot = nums[start];
    while (left < right) {
        while (left < right && nums[right] >= pivot) {
            right--;
        }
        while (left < right && nums[left] <= pivot) {
            left++;
        }
        exchangeArrayEle(nums, left, right);
    }
    exchangeArrayEle(nums, left, start);
    return left;
}

/**
     * 交换数组元素
     * 临时变量法
     *
     * @param nums 数组
     * @param i 待交换元素i
     * @param j 待交换元素j
 */
public static void exchangeArrayEle(int[] nums, int i, int j) {
    Assert.assertNotNull(nums);
    int tmp = nums[i];
    nums[i] = nums[j];
    nums[j] = tmp;
}

复杂度

O（nlogn）