八大排序算法之快速排序

快速排序基本思路
第一轮先把头部拿出来，比较从左到右，将头部小的放到右边。从右到左，将头部大的放到左边。
第一轮完成后，得到一个左边都是比头部小的，右边都是比头部大的数组。
然后递归头部左边的数组以及右边的数组。

1.详细的图解流程

 

 

上图中，演示了快速排序的处理过程：

初始状态为一组无序的数组：2、4、5、1、3。

经过以上操作步骤后，完成了第一次的排序，得到新的数组：1、2、5、4、3。

新的数组中，以2为分割点，左边都是比2小的数，右边都是比2大的数。

因为2已经在数组中找到了合适的位置，所以不用再动。

2左边的数组只有一个元素1，所以显然不用再排序，位置也被确定。（注：这种情况时，left指针和right指针显然是重合的。因此在代码中，我们可以通过设置判定条件left必须小于right，如果不满足，则不用排序了）。

而对于2右边的数组5、4、3，设置left指向5，right指向3，开始继续重复图中的一、二、三、四步骤，对新的数组进行排序。

2.java代码

public static void quickSort(int[] a, int l, int r) {

        if (l < r) {
            int i,j,x;
            i = l;
            j = r;
            x = a[i];
            while (i < j) {

                // 从右向左找第一个小于x的数
                while(i < j && a[j] > x){
                    j--;
                }

                // 找到后将其交换到i坐标位置
                if(i < j){
                    a[i++] = a[j];
                }

                // 从左向右找第一个大于x的数
                while(i < j && a[i] < x){
                    i++;
                }

                // 找到后将其交换到j坐标位置
                if(i < j){
                    a[j--] = a[i];
                }
            }

            //此时,i左边都比x小,右边都比x大.
            a[i] = x;
            /* 递归调用 */
            quickSort(a, l, i-1);
            quickSort(a, i+1, r);
        }
    }

 

3.快排的性能

 

 

4.时间复杂度

当数据有序时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，前一个子序列为空，此时执行效率最差。

而当数据随机分布时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，两个子序列的元素个数接近相等，此时执行效率最好。

所以，数据越随机分布时，快速排序性能越好；数据越接近有序，快速排序性能越差。

 

5.空间复杂度

快速排序在每次分割的过程中，需要 1 个空间存储基准值。而快速排序的大概需要 logN次的分割处理，所以占用空间也是 logN 个。

 

6.算法复杂度

在快速排序中，相等元素可能会因为分区而交换顺序，所以它是不稳定的算法。

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来源： https://www.cnblogs.com/Not-If/p/16493920.html