刷抖音？不如来学算法，几分钟搞定一个快速排序

Posted 2022-10-30 Ruffian-痞子

快速排序是一种高效的排序算法，也是面试常考的一种算法，大多数人畏惧和逃避算法，不是因为算法有多难，而是没有找到合适的老师，简单说就是没有通俗易懂的文章，导致学习者越看越懵，看完即忘的现象。今天我想尝试做一个“好老师”，用通俗易懂的方式讲解一下什么是快速排序。

图解思想

很多文章，上来就用某种语言，开始啪啦啪啦写代码，不熟悉该种语言的学者，一脸蒙蔽，又是一篇水文。或者跟着代码看了一下，感觉会了，关掉网页，脑子：what???我刚才看了啥？

算法与编程语言无关，它是一种思想，理解了思想，编程语言只是一种实现方式。

OK，来看看快速排序的思想

假设现在有一个乱序的数组:

5 3 6 1 4 8 2 7

快速排序核心思想：

随意找一个目标值，放在数组的某个下标，使得该下标的左侧数值都小于目标值，右侧数值都大于目标值

随意选一个目标值，假如就数组的第一个数值 5，现在需要将 5 移动到数组的某个下标 K 上，并且以 K 为临界点，左边的数小于 5 ，右边的数大于 5 ，该怎么操作？

使用一种二分交换的思想，以什么分？以下标 K 分。需要解决2个问题，如何交换数值，如何确定下标 K

如何交换？

模拟两个人，从数组 5 3 6 1 4 8 2 7 两边开始探测，先从右往左开始找一个小于5的数，再从左往右找一个大于5的数，然后交换数据，交换完成继续探测，直到两个人相遇

模拟的两个人暂且称它们为：“探子j” ， "探子i"

开始时，“探子j” 站在 右边，“探子i” 站在 左边
由于我们选了最左边的数为 基准数，所以要从右边的 “探子j” 先出发，这个很重要（原因等你看完整个思路，自己模拟从左边开始试试就知道哪里出错了）
"探子j" 一步步向左移动（j- -）寻找小于 5 的数字，找到 2 满足，停下来。再出动 “探子i” 一步步向右移动（i++）寻找大于5的数字，找到 6 满足，停下来。此时 “探子i” 停在6上，“探子j” 停在2上，然后交换 i 和 j 的数值

到这里完成了第一次交换，数组变化：

5 3 6 1 4 8 2 7 => 5 3 2 1 4 8 6 7

在现有的位置上继续探测，还是从 “探子j” 开始（强调，每次都是从探子j开始），继续向左移动（j- -），找到 4 满足，停下来；然后 “探子i” 开始继续往右寻找，走到 4 没有找到大于 5 的数字两个人就相遇了。（如果相遇之前能找到满足的数值，则依旧交换这两个值）

如何确定下标 K

当两个探子相遇的下标位置，就是下标 K，此时将下标 K 数值与之前选择的 基准数 相互交换，实现 K 的左边都小于基准数，右边大于基准数
到这一步，我们确定了临界点 K，并且实现 K 左边的数小于 基准数 ，右边的数大于 基准数。得到数组:

4 3 2 1 5 8 6 7

以 K （5） 做分界点，将数组分为两个部分，然后将左右两边的子数组在执行上述操作，最终将整个数组完成排序

OK，以上就是快速排序的基本思想，应该可以理解吧。

撸码实现算法

理解了思想，就按照这算法的思想一步步写代码就行了，本人熟悉java，就用java作为编程语言撸一遍

 	/**
     * 快速排序
     *
     * @param array 目标数组
     * @param left  数组最左下标值
     * @param right 数组最右下标值
     */
    public static void quickSort(int[] array, int left, int right) 

        //防止数组越界(这一步最后再回来理解)
        if (left >= right) return;

        int base = array[left];//基准数
        int i = left, j = right;//左探子i，右探子j
        int temp;//用于交换的临时变量

        while (i != j) //两个探子相遇前

            //找出小于 基准数 的下标，当大于等于 基准数 的时候，探子j 向左移动即可（j--）
            while (array[j] >= base && i < j) 
                j--;
            

            //找出大于 基准数 的下标，当小于等于 基准数 的时候，探子i 向右移动即可（i++）
            while (array[i] <= base && i < j) 
                i++;
            

            //经过上面两个循环之后，探子j，探子i 都会停在符合条件的值的下标上面，然后就可以进行交换值啦
            if (i < j) 
                temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            
        

        //经过上面的循环之后会触发 i=j 的条件（即两个探子相遇），此时将基准值的数与i或者j（随便哪个都一样）下标的值交换，完成一次交换探测
        array[left] = array[i];//基准值的位置
        array[i] = base;//基准值

        //完成交换之后再对左右两边的子数组进行递归调用走上面的方法，完成整个数组的排序
        quickSort(array, left, i - 1);//左边
        quickSort(array, i + 1, right); //右边
    

读注释！读注释！读注释！然后就是，使用快排算法排序数组

        int[] array = new int[]5, 3, 6, 1, 4, 8, 2, 7;
        quickSort(array, 0, array.length - 1);//快速排序
        for (int i = 0; i < array.length; i++) 
            System.out.print(array[i] + " ");//打印排序后的数组
        

结果输出

1 2 3 4 5 6 7 8