快速排序的思路和代码

首先 快速排序的时间复杂度是 O(n^2) 

    快速排序的平均时间复杂度是 O(nlogn)，最好的时间复杂度是O(nlogn)，最坏的时间复杂度是 O(n^2) 。时间复杂度是以最坏的来计算的，所以时间复杂度是 O(n^2) 

    最有趣的是思路，和这个算法是一个典型的递归思想。

 

# # 一起看一下快排的思路

 

  我来稍微分析一点，其实不管是算法还是程序，其实解决问题的方法论永远都是一个，那就是要知道我们的目的是什么，过程是什么，最后程序退出的条件是什么。

  目的是排序，最终从无序变成有序。

  过程：快速排序就是一个达到目的一条路径，因为除了这个还有很多，比方说冒泡，插排，归并，堆排序，桶排序，等等、

  接下来继续去看一快排的思路：

  其实快速排序就是外绕一个思路来展开的，就是从一个无序的数列中，选取一个中间的数，作为基准值，然后如果是升序排序的话，小于基准值的放在左边，大于基准值的放在右边。可想而知的是，这个过程完了以后，我们仅仅能达到的目的是小与基准值的都到了左边，大于基准值的都在右边。但是不能保证左边小于基准值的并不能是有序的，同样大于基准值的都在右边也不能保证是有序的。 所以接着就是一个递归的操作了。在小于基准值的左边，重复这个过程，在大于基准值的右边同样进行一个相同的过程。最后直到程序退出，就能保证是有序的了。

 最后 我们需要关注的一个点是何时退出，其实可以看到的是，我们把小于基准值的放在一边，小于基准值的一边有这么几个情况，情况一：小于基准值的数量大于三，那么需要继续递归。情况二：小于基准值的数量为2，接下来只需要判断这两个的大小就再判断做不做交换就行了，另外一种情况就是只有一个值或者没有值的情况了。虽然分析出来只有这三种情况，对于编程的容易性，实际上我们使用指针来判断结束。

public class QuickSort {

  public static void main(String[] args) {
    //int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
    
    //测试快排的执行速度
    // 创建要给80000个的随机的数组
    int[] arr = new int[8000000];
    for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
      arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
    }
    
    System.out.println("排序前");
    Date data1 = new Date();
    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
    
    quickSort(arr, 0, arr.length-1);
    
    Date data2 = new Date();
    String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
    //System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
  }

  public static void quickSort(int[] arr,int left, int right) {
    int l = left; //左下标
    int r = right; //右下标
    //pivot 中轴值
    int pivot = arr[(left + right) / 2];
    int temp = 0; //临时变量，作为交换时使用
    //while循环的目的是让比pivot 值小放到左边
    //比pivot 值大放到右边
    while( l < r) { 
      //在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出
      while( arr[l] < pivot) {
        l += 1;
      }
      //在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出
      while(arr[r] > pivot) {
        r -= 1;
      }
      //如果l >= r说明pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是
      //小于等于pivot值，右边全部是大于等于pivot值
      if( l >= r) {
        break;
      }
      
      //交换
      temp = arr[l];
      arr[l] = arr[r];
      arr[r] = temp;
      
      //如果交换完后，发现这个arr[l] == pivot值 相等 r--， 前移
      if(arr[l] == pivot) {
        r -= 1;
      }
      //如果交换完后，发现这个arr[r] == pivot值 相等 l++， 后移
      if(arr[r] == pivot) {
        l += 1;
      }
    }
    
    // 如果 l == r, 必须l++, r--, 否则为出现栈溢出
    if (l == r) {
      l += 1;
      r -= 1;
    }
    //向左递归
    if(left < r) {
      quickSort(arr, left, r);
    }
    //向右递归
    if(right > l) {
      quickSort(arr, l, right);
    }
    
    
  }
}