快速排序算法

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。
它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。
算法是：1）设置两个变量I、J，排序开始的时候：I=0，J=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即 key=A[0]；
3）从J开始向前搜索，即由后开始向前搜索（J=J-1），找到第一个小于key的值A[J]，并与key交换；
4）从I开始向后搜索，即由前开始向后搜索（I=I+1），找到第一个大于key的A[I]，与key交换；
5）重复第3、4、5步，直到 I=J； (3,4步是在程序中没找到时候j=j-1，i=i+1，直至找到为止。
找到并交换的时候i， j指针位置不变。另外当i=j这过程一定正好是i+或j-完成的最后另循环结束。) 　　
例如：待排序的数组A的值分别是：(初始关键数据：X=49）
注意关键X永远不变，永远是和X进行比较，无论在什么位子，最后的目的就是把X放在中间，小的放前面大的放后面。
49 38 65 97 76 13 27
进行第一次交换后：27 38 65 97 76 13 49 (按照算法的第三步从后面开始找)
进行第二次交换后：27 38 49 97 76 13 65 (按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65>49,两者交换，此时：I=3 ) 　　
进行第三次交换后：27 38 13 97 76 49 65 (按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找 　　
进行第四次交换后：27 38 13 49 76 97 65 (按照算法的第四步从前面开始找大于X的值，97>49,两者交换，此时：I=4,J=6 )
此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一趟快速排序，
经过一趟快速排序之后的结果是：27 38 13 49 76 97 65，即所有大于49的数全部在49的后面，所有小于49的数全部在49的前面。
快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列，分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序，从而完成全部数据序列的快速排序，最后把此数据序列变成一个有序的序列，根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示：　
初始状态 {49 38 65 97 76 13 27} 　　
进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65} 　　
分别对前后两部分进行快速排序 {27 38 13}经第三步和第四步交换后变成 {13 27 38} 完成排序。 　　
{76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成 {65 76 97} 完成排序。


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例如：待排序的数组A的值分别是：(初始关键数据：X=49)  注意关键X永远不变，永远是和X进行比较的，无论在什么位子，最后的目的就是把X方在中间，小的放前面，大的放后面。
A[0]A[1]A[2]A[3]A[4]A[5]A[6]
49 38 65 97 76 13 27
进行第一次交换后：27 38 65 97 76 13 49
(按照算法的第三步从后面开始找)
进行第一次交换后：27 38 49 97 76 13 65
(按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65<49，两者交换，此时：I=3)
进行第三次交换后：27 38 13 97 76 49 65
(按照算法第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)
进行第四次交换后：27 38 13 49 76 97 65
(按照算法的第四步从前面开始找>X的值，97>49，两者交换，此时：I=4,J=6)
此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一趟快速排序，那么经过一趟快速排序之后的结果是：27 38 13 49 76 97 65，即所有大于49的数全部在49的后面，所有小于49的数全部在49的前面。

运行结果：27 38 13 49 76 97 65 快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列，分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序，从而完成全部数据序列的快速排序，最后把此数据序列变成一个有序的序列，根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示：初始状态 {49 38 65 97 76 13 27} 进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65} 分别对前后两部分进行快速排序{27 38 13}经第三步和第四步交换后变成{13 27 38} 完成排序。{76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成{65 76 97}




代码实现如下：

package com.sort;

public class Test {
	public static int AdjustArray(int[] s, int l, int r) // 返回调整后基准数的位置
	{
		// 一般l为0,r为数组最大下标(长度减一)
		// i和j都表示数组下标
		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;
	}

	public static int[] 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);
		}
		return s;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] s = new int[] { 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2,
				1, 0 };
		s = quick_sort1(s, 0, 15);
		for (int i = 0; i < s.length; i++) {
			System.out.print(s[i] + " , ");
		}
	}
}

整合之后比较简洁的代码：

	// 快速排序
	public static int[] 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);
		}
		return s;
	}