快速排序 图解算法过程

快速排序基本步骤

步骤一：划分
  (1)选择数组的尾元素做为支点，支点选择方案有很多。
  (2)把>=支点的元素放到右边。
  (3)把<=支点的元素放到左边。
  (4)将支点放到正确的位置。
步骤二：递归
  对支点左右两边的子数组再分别调用步骤一，直到子数组长度为1。

代码如下：

package com.collonn.algorithm.sort;

/**
 * 
 * 	快速排序基本步骤
 * 	步骤一：划分
 *   	(1)选择数组的尾元素做为支点，支点选择方案有很多。
 *   	(2)把>=支点的元素放到右边。
 *   	(3)把<=支点的元素放到左边。
 *   	(4)将支点放到正确的位置。
 * 	步骤二：递归
 *   	对支点左右两边的子数组再分别调用步骤一，直到子数组长度为1。
 * 
 */
public class QuickSort {

	// 快速排序
	public void quickSort(int[] s, int start, int end) {
		System.out.printf("\nquickSort,start=%d, end=%d", start, end);
		if (start >= end) {
			return;
		}

		int k = this.divide(s, start, end);
		System.out.printf("\n下标为:%d,值为:%d的元素，找到正确位置", k, s[k]);
		this.quickSort(s, start, k - 1);
		this.quickSort(s, k + 1, end);
	}

	// 在支点选择方案中，我是总是直接将s[end]选择为支点，当然你可以自己制定其它的方案
	// 举个例子，比较start, end, (start + end)/2这三个位置的值，选择中间值做为支点，并将其与end交换，最后选择end为支点
	private void selectPivot(int[] s, int start, int end) {
		// nothing to do
	}

	// 快速排序的划分过程
	private int divide(int[] s, int start, int end) {
		// 选择支点
		this.selectPivot(s, start, end);
		// 从左向右查找>=支点的元素的下标
		int i = start;
		// 从右向左查找<=支点的元素的下标
		int j = end - 1;
		// 找到正确位置的元素的正确位置下标
		int k = -1;
		System.out.printf("\n开始划分,i=%d,j=%d,start=%d,end=%d", i, j, start, end);

		while (true) {
			// 从左向右查找>=支点的元素
			while (i <= j) {
				if (s[i] >= s[end]) {
					break;
				}
				i++;
			}
			System.out.printf("\n左向右，i=%d", i);

			// 如果未找到，则交换，本次划分结束
			if (i > j) {
				System.out.printf("\n左向右未找到>=%d的元素", s[end]);
				k = i;
				this.swap(s, i, end);
				break;
			}

			// 从右向左查找<=支点的元素
			while (i <= j) {
				if (s[j] <= s[end]) {
					break;
				}
				j--;
			}
			System.out.printf("\n右向左，j=%d", j);

			// 从左向右，从右向左都找到合适的元素，则交换，然后在本次划分中继续找
			if (i < j) {
				System.out.printf("\n右向左找到元素:%d, 左向右找到元素:%d", s[i], s[j]);
				this.swap(s, i, j);
				i++;
				j--;
			}

			// 从右向左没有找到，则交换，本次划分结束
			if (i >= j) {
				System.out.printf("\n右向左未找到<=%d的元素", s[end]);
				this.swap(s, i, end);
				k = i;
				break;
			}
		}

		// 打印数组
		PrintArray(s);

		return k;
	}

	private void swap(int[] s, int i, int j) {
		System.out.printf("\n交换下标:%d,%d", i, j);
		int t = s[i];
		s[i] = s[j];
		s[j] = t;
	}

	// 打印数组
	private static void PrintArray(int[] s) {
		System.out.print("\n下标:");
		for (int p = 0; p < s.length; p++) {
			System.out.printf("%2d,", p);
		}
		System.out.print("\n值值:");
		for (Integer m : s) {
			System.out.printf("%2d,", m);
		}
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] s = new int[] { 99, 88, 5, 99, 7, 9, 3, 8, 10, 90, 56, 83, 39, 22 };
		// int[] s = new int[] { 99, 88, 5, 99, 7, 9, 3, 8,};

		// 打印数组
		PrintArray(s);

		QuickSort quickSort = new QuickSort();
		quickSort.quickSort(s, 0, s.length - 1);

		// 打印数组
		PrintArray(s);
	}

}

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