[三分钟学算法]分治-快速排序算法-排序数组：给你一个整数数组 nums，请你将该数组升序排列。 你必须在 不使用任何内置函数 的情况下解决问题，时间复杂度为 O(nlog(n))

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给你一个整数数组 nums，请你将该数组升序排列。

你必须在 不使用任何内置函数 的情况下解决问题，时间复杂度为 O(nlog(n))，并且空间复杂度尽可能小。

示例 1：

输入：nums = [5,2,3,1]
输出：[1,2,3,5]

示例 2：

输入：nums = [5,1,1,2,0,0]
输出：[0,0,1,1,2,5]

提示：

1 <= nums.length <= 5 * 104
-5 * 104 <= nums[i] <= 5 * 104

算法原理

我们可以用快速排序算法来解决这个问题：

1. 随机选择一个基准元素key
2. 递归地将数组分成三块：小于key；等于key；大于key。
   

编写代码

class Solution {
    public int[] sortArray(int[] nums) {
        qsort(nums, 0, nums.length - 1);
        return nums;
    }

    public void qsort(int[] nums, int LEFT, int RIGHT) {
        if (LEFT >= RIGHT) return; // 递归出口

        // 数组分三块
        int key = nums[new Random().nextInt(RIGHT - LEFT + 1) + LEFT]; // 随机选择一个key
        int left = LEFT - 1, right = RIGHT + 1, i = LEFT;
        
        while (i < right) {
            if (nums[i] < key) {
                swap(nums, ++left, i++);
            }else if (nums[i] == key) {
                i++;
            }else {
                swap(nums, --right, i);
            }
        }

        // 数组分成了三块：[LEFT, left] [left + 1, right - 1] [right, RIGHT]
        qsort(nums, LEFT, left);
        qsort(nums, right, RIGHT);
    }

    public void swap(int[] nums, int i, int j) {
        int tmp = nums[i];
        nums[i] = nums[j];
        nums[j] = tmp;
    }
}