快速排序算法原理和Java实现。详细版

 一下是原始的数组，一共是10位

72	6	57	88	60	42	83	73	48	85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

我们取第一个数a[0]作为基准数X，从右边向左边进行查找，将比基准数X小的数放到左边，放入之前将左边的数挖出来，才能有位置，而挖出来的数就放到右边的坑位，所以从左往右将比X大的数放在右边的坑位上。左右两边的数分别用i和j表示。总的来说就是先从右往左，找到一个比X小的挖出来，填入a[0]，再从左往右找到一个比X大的填到右边的空位中，如此反复。

第一轮：

①右往左： i=0; j=9；X=72，此时右边的数为85，没有比X即72小，此时左边不变。X=a[0]=72 ，可以堪称72被挖了

	6	57	88	60	42	83	73	48	85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

因为右往左没有找到，所以继续右往左找

右往左： i=0; j=8；X=72，此时右边的48比X小，将48挖出，填入坑位a[0]此时

48	6	57	88	60	42	83	73		85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

② 左往右 i = 1; j=8；X=72，此时6没有比72大，再继续，i=2此时57没有比72大，再继续左往右

左往右 i= 3；j=8；X=72，此时88比72大，把88挖出来，填到j=8中。

48	6	57		60	42	83	73	88	85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

 ③右往左，i=3；j=7；X=72，此时73没有比72小。再继续，j=6，83没有比72小，再继续

右往左： i=3；j=5；X=72，此时42比72小，把42挖出来，填到i=3中，此时 

48	6	57	42	60		83	73	88	85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

④左往右，i=4；j=5；X=72，此时60没有比72大，再继续，i=5=j，结束本轮探索，将X填入a[5]中。

48	6	57	42	60	72	83	73	88	85
0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

再用分治的思想，对[0,4]和[6,9]进行上面的步骤，反复调用（递归形式），直到全部完成。

实现代码

照着这个总结很容易实现挖坑填数的代码：

int AdjustArray(int s[], int l, int r) //返回调整后基准数的位置
{
    int i = l, j = r;
    int x = s[l]; //s[l]即s[i]就是第一个坑
    while (i < j)
    {
        // 从右向左找小于x的数来填s[i]
        while(i < j && s[j] >= x) 
            j--;  
        if(i < j) 
        {
            s[i] = s[j]; //将s[j]填到s[i]中，s[j]就形成了一个新的坑
            i++;
        }
 
        // 从左向右找大于或等于x的数来填s[j]
        while(i < j && s[i] < x)
            i++;  
        if(i < j) 
        {
            s[j] = s[i]; //将s[i]填到s[j]中，s[i]就形成了一个新的坑
            j--;
        }
    }
    //退出时，i等于j。将x填到这个坑中。
    s[i] = x;
 
    return i;
}

 

再写分治法的代码：

 

void quick_sort1(int s[], int l, int r)
{
    if (l < r)
    {
        int i = AdjustArray(s, l, r);//先成挖坑填数法调整s[]
        quick_sort1(s, l, i - 1); // 递归调用 
        quick_sort1(s, i + 1, r);
    }
}

这样的代码显然不够简洁，对其组合整理下：

 

//快速排序
void quick_sort(int s[], int l, int r)
{
    if (l < r)
    {
        //Swap(s[l], s[(l + r) / 2]); //将中间的这个数和第一个数交换 参见注1
        int i = l, j = r, x = s[l];
        while (i < j)
        {
            while(i < j && s[j] >= x) // 从右向左找第一个小于x的数
                j--;  
            if(i < j) 
                s[i++] = s[j];
            
            while(i < j && s[i] < x) // 从左向右找第一个大于等于x的数
                i++;  
            if(i < j) 
                s[j--] = s[i];
        }
        s[i] = x;
        quick_sort(s, l, i - 1); // 递归调用 
        quick_sort(s, i + 1, r);
    }
}