快速排序（Quick Sort）是对冒泡排序的一种改进，通过一趟排序将要排序的数据序列分成独立的两部分，其中一部分的所有数据比另一部分的所有数据都要小，然后按此方法对两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程递归进行，最终使整个数据序列变成有序的数据序列。
- 快速排序算法的原理
快速排序算法的原理是：选择一个关键值作为基准值（一般选择第1个元素为基准元素），将比基准值大的都放在右边的序列中，将比基准值小的都放在左边的序列中。具体的循环过程如下。
（1）从后向前比较，用基准值和最后一个值进行比较。如果比基准值小，则交换位置；如果比基准值大，则继续比较下一个值，直到找到第1个比基准值小的值才交换位置。
（2）在从后向前找到第1个比基准值小的值并交换位置后，从前向后开始比较。如果有比基准值大的，则交换位置；如果没有，则继续比较下一个，直到找到第1个比基准值大的值才交换位置。
（3）重复执行以上过程，直到从前向后比较的索引大于等于从后向前比较的索引，则结束一次循环。这时对于基准值来说，左右两边都是有序的数据序列。
（4）重复循环以上过程，分别比较左右两边的序列，直到整个数据序列有序。
如下图所示是对数组[6,9,5,7,8]进行快速排序。
先以第1个元素6为基准值，从数组的最后一位从后向前比较（比较顺序为：8>6、7>6、5<6），找到第1个比6小的数据5，然后进行第1次位置交换，即将数据6（索引为0）和数据5（索引为2）交换位置，之后基准值6位于索引2处；接着从前向后比较（比较顺序为：5<6、9>6），找到第1个比6大的数据9，然后进行第2次位置交换，即将数据6（索引为2）和数据9（索引为1）交换位置，交换后6位于索引1处；这时高位和低位都在6处，第一次递归完成。在第一次递归完成后，基准值6前面的数据都比6小，基准值6后面的数据都比6大。重复执行上述过程，直到整个数组有序。
- 快速排序的java实现
import java.util.*;
public class Solution {
/**
* 快速排序
* @param arr 数组
* @param low 最低位
* @param high 最高位
* @return 排序好的数组
*/
public static int[] quickSort(int[] arr, int low, int high) {
int left = low; //从前向后比较的索引
int right = high; //从后向前比较的索引
int key = arr[low]; //基准值
while (left < right) {
//从后向前比较
while (left < right && arr[right] >= key) {
right--;
}
//如果没有比基准值小的，则比较下一个，直到有比基准值小的，则交换位置，然后又从前向后比较
if (arr[right] <= key) {
int temp = arr[right];
arr[right] = arr[left];
arr[left] = temp;
}
//从前向后比较
while (left < right && arr[left] <= key) {
left++;
}
//如果没有比基准值大的，则比较下一个，直到有比基准值大的，则交换位置
if (arr[left] >= key) {
int temp = arr[left];
arr[left] = arr[right];
arr[right] = temp;
}
}
//此时第一次循环比较结束，基准值的位置已经确定。左边的值都比关键值小，右边的值都比关键值大，但是两边的顺序还有可能不一样，接着进行下面的递归调用
//递归左边序列：从第一个索引位置到“关键值索引-1”
if (left > low) {
quickSort(arr,low,left-1);
}
//递归右边序列：从“关键值索引+1”到最后一个位置
if (right < high) {
quickSort(arr,right+1,high);
}
return arr;
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {8,7,9,5,6,4,3,2};
int[] nums = quickSort(arr,0, arr.length-1);
System.out.println(Arrays.toString(nums));
}
}
以上代码定义了名为quickSort()的快速排序方法，在该方法中定义了3个变量start、end和key，分别表示从前向后比较的索引、从后向前比较的索引和基准值。具体过程为：①通过while循环从后向前比较，找到比基准值小的，则交换位置；②通过while循环从前向后比较，找到比基准值大的，则交换位置；③根据从前向后比较的索引和从后向前比较的索引的大小不断递归调用，直到递归完成，返回排序后的结果。