快速排序Java代码简洁实现

Posted 2021-05-02 SKY技术修炼指南

学习过数据结构的同学们都知道，快速排序算法是一种时间复杂度为O(nlogn)的排序算法，在各种排序算法中算是较为高效的方法，企业面试中也经常有手撕快排的环节。本文将阐述算法的基本思想，并用Java代码的形式实现快速排序代码。

算法思想

快速排序主要采用分治的基本思想，每次将一个位置上的数据归位，此时该数左边的所有数据都比该数小，右边所有的数据都比该数大，然后递归将已归位的数据左右两边再次进行快排，从而实现所有数据的归位。

举例

我们有一组待排序数据：

❝

5  2  6  9  1  3  4  8  7  10

❞

我们首先拿到数组中的首个数字k=5，并且设置两个指针i和j。将i设置指向数组的起始数字5，j设置指向数组的末尾数字10。首先将j指向的数字与k比较，如果比k小，则将i和j指向的数字交换，如果不小于k则j指针不断向前移动。我们可以看到本例中j的移动过程是10->7->8->4，此时4比5小，则交换4和5，变成了如下序列：

❝

4  2  6  9  1  3  5  8  7  10

❞

每次交换后，另一个指针开始移动，i指针不断向后移动，寻找比5大的数字。i的移动过程是4->2->6，此时6比5大，则交换5和6，变成了如下序列：

❝

4  2  5  9  1  3  6  8  7  10

❞

再次轮到j指针向前移动，移动过程是6->3，此时3比5小，则交换3和5，变成了如下序列：

❝

4  2  3  9  1  5  6  8  7  10

❞

再次轮到i指针向后移动，移动过程是3->9，此时9比5大，则交换9和5，变成了如下序列：

❝

4  2  3  5  1  9  6  8  7  10

❞

再次轮到j指针向前移动，移动过程是9->1，此时1比5小，则交换1和5，变成了如下序列：

❝

4  2  3  1  5  9  6  8  7  10

❞

此时i指针和j指针相遇，数字5归位。再利用上述思想递归将5左右两边的序列进行排序，最终所有数字归位即可结束。

Java代码实现

public class QuickSort { private void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; }  public void quickSort(int[] arr, int start, int end) { if (start >= end) return; int k = arr[start]; int i = start, j = end; while (i != j) { while (i < j && arr[j] >= k) --j; swap(arr, i, j); while (i < j && arr[i] <= k) ++i; swap(arr, i, j); } quickSort(arr, start, i - 1); quickSort(arr, i + 1, end); }  public static void main(String[] args) { int[] arr = {5, 2, 6, 9, 1, 3, 4, 8, 7, 10}; new QuickSort().quickSort(arr, 0, arr.length - 1); System.out.println(Arrays.toString(arr)); }}