快速排序的原理及JAVA实现

一.基本原理:

从待排数据序列中任取一个元素作为分界值（比如第一个），将所有比它大的放在右边，将所有比它小的放在左边，这样一次下来就得到了两个子序列，左边序列的数据元素的值都比临界值小，右边序列元素的值都比临界值大。将子序列也进行快速排序，如果排序还未完成，继续分成子序列进行快速排序，直到所有数据元素全部排序完成。                                                                                                                                                       

这样一趟快速排序的算法如下：

1.设置两个值i=0，j=N（数组的最大索引）

2.第一个数组元素的值作为关键数据赋给key,key=a[0]

3.从j开始向前搜索，即从j开始通过j=j-1向前搜索，当遇到a[j]

4.从i开始向后搜索，即从i开始通过i=i-1向后搜索，当遇到a[i]>key，交换两值。

5.重复3.4步，直到i=j。

实例讲解：（升序）5.3,9,7,6,2,8,4,1将5赋给key

待排序的数组为

通过讲解的步骤开始运行

key=a[0]=3    j=8向前搜索,当搜索到j=8时a[j]

i=0向前搜索，当搜索到i=1时a[i]>key，交换两值

然后重复3、4步

这样我们就完成了一趟快速排序，接下来只要对临界值前后两个子序列，将（i=0，j=i-1）和（i=j+1，j=N）作为两个新的序列进行快速排序

如果还未排序完毕，可再次将子序列分成新排序进行再次排序，直到排序完毕

第二次排序后：

第三排序后：

排序完成

我们发现，在实现排序的过程中我们用到了分而治之的思想，就是把大的转化成小的，把小的转化成更小的进行处理排序，所有我们在代码实现的过程中用到了递归进行分化，具体快速排序的java实现如下：

public class C {
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {5, 3, 9, 7, 6, 2, 8, 4, 1};
        quickSort(a, 0, a.length - 1);
        for (int i : a) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }

    public static void quickSort(int[] a, int start, int end) {
        int i = start;
        int j = end;
        if (i >= j) {//如果i>=j说明前后两端已经向中间交换完毕，已经完全排好了序
            return;
        }
        boolean flag = true;//规定方向，从左往右为真，反则为假
        while (i != j) {//当左右相等时，左右分为两堆，左堆为较小，右堆为较大的
            if (a[i] > a[j]) {
                int tmp = a[i];
                a[i] = a[j];
                a[j] = tmp;
                flag = !flag;//交换时转换方向
            }
            if (flag) {//如果为真，则向前一位搜索（j--）
                j--;
            } else {//如果为真，则向后一位搜索（i++）
                i++;
            }
        }
        //进行子序列的快速排序
        i--;
        j++;
        quickSort(a, start, i);
        quickSort(a, j, end);
    }
}