算法和数据结构--快速排序

文章主要针对自己在理解快速排序过程中当时卡壳的点，记录了接触这个算法的经历，不是对快速排序算法原理的分析和理解。

两种思维

我在网上找到了两种理解快速排序比较好的思维方法，具体的思路写在了注释中：

方法一：

 private static void quickSort1(int[] nums, int start, int end) {//递归出口，千万别忘了，当start==end的时候，代表只剩一个元素了，不需要再进行排序if (start >= end) {return;}//基准int point = nums[start];int i = start;int j = end;int t;while (i < j) {//从右向左进行扫描，找到第一个小于基准的值的位置，//之所以先从右向左进行，是为了后面swap处作铺垫while (nums[j] >= point && i < j) {j--;}//从左向右进行扫描，找到第一个大于基准的值的位置while (nums[i] <= point && i < j) {i++;}//如果 i<j 那么就进行交换，i<j 说明左边还是可能存在大于基准的值，还需要继续扫描，//直到 i==j 的时候说明已经满足“左边的值都小于基准，右边的值都大于等于基准”的约定，// i==j 的时候就会跳出外层的while循环，进入swapif (i < j) {t = nums[i];nums[i] = nums[j];nums[j] = t;}}//---------------------------swap--------------------------//这里会将 j 和基准进行交换，这里就能看出上面描述的先从右到左进行扫描的目的，// j 恰好小于基准，所以与基准交换后刚好满足“左边的值都小于基准，右边的值都大于等于基准”的约定nums[start]=nums[j];nums[j]=point;//---------------------------------------------------------System.out.println("Sorting: " + Arrays.toString(nums));quickSort1(nums, start, j - 1);quickSort1(nums, j + 1, end);
}

参照文章：【坐在马桶上看算法】算法3：最常用的排序——快速排序

方法二：

private static void quickSort2(int[] arr, int low, int high) {if (arr.length <= 0) return;if (low >= high) return;int left = low;int right = high;//挖坑1：保存基准的值int temp = arr[left];   while (left < right) {while (left < right && arr[right] >= temp) {  right--;}//挖坑2：从后向前找到比基准小的元素//填坑1：插入到基准位置坑1中arr[left] = arr[right];while (left < right && arr[left] <= temp) {   left++;}//挖坑3：从前往后找到比基准大的元素//填坑2：放到刚才挖的坑2中arr[right] = arr[left];}//填坑3：基准值填补到坑3中，准备分治递归快排arr[left] = temp;   System.out.println("Sorting: " + Arrays.toString(arr));quickSort2(arr, low, left - 1);quickSort2(arr, left + 1, high);
}

参照文章：八大排序算法总结与java实现

总结

对于我来说，方法一是一个交换过程，而方法二是一个挖坑填坑的过程。之所以会产生这两种感觉的原因，我觉得是他们的值交换触发的时间点不同导致的。方法一是统一进行标记，标记结束后再一次性的进行交换；而方法二是在每次扫描之后就会进行交换。
这里有一个点，我之前一直把扫描的范围设在start+1和end之间，把基准给排除出去了，而且一直以为很合理，但是使用{3, 3, 3, 3, 1, 6, 5}用例进行测试时总是出错，通过断点分析发现，如果扫描的数组恰好已经是有序的了，比如{1,2,3,4,5,6}，那么在从后向前扫描的时候，j 的位置会停在start+1的位置上，即 j=i 的位置上，此时跳出外层的while循环，基准位和 j 位置的值进行交换，这样显然不合理，因为start的值根本没和start+1（也即是 j 最终的位置）进行过比较（这里j的while循环跳出是因为不满足了i<j的条件，而不是因为不满足nums[j]>=point），就进行了交换，这样的结果就是原来明明已经有序的数组又变成无序的了。

参考资料：

【坐在马桶上看算法】算法3：最常用的排序——快速排序（这个图非常易懂，讲解由浅入深）
八大排序算法总结与java实现（这个博客非常好，无论是美感还是内容设计）

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