算法基础——快速排序

快速排序的基本思想：

快速排序是对冒泡排序的一种改进，它的基本思想是：将一组数列分成独立的两部分，其中一部分的数据比另一部分的数据都要小，然后按照这个方法在这两部分中进行排序。
为了理解方便，我们直接上图吧。首先我们需要给一群高矮不同的人排队，如下图：

首先我们需要将这一群人划分为两部分，其中左半部分所有人的身高都比右半部分人的身高低，我们让一号位出列作为划分队伍的基准身高，然后让五号位出列互相比较，一号位比五号位高，所以五号位跑去左边站到一号位的位置。如图：

然后让已经出列的一号位与二号位比较，二号位比较矮，所以回到原来的位置，如图：

紧接着再与三号位比较，三号位比较矮，所以回到原来的位置，如图：

再与四号位比较，返现四号位比较高，所以四号位应该去右半部分的五号位位置，由于这时出列的一号位已经跟所有的比较完毕，所以他去往剩下的四号位，如图：

这是完成了第一次的划分，按照基准身高将整个队列划分成了两部分，左半部分所有的身高都比右半部分的低，如图：

下面我们开始第二次的划分，由于右半部分只有一个，所以不需要重新划分，只需要划分左半部分就可以，让左半部分的一号位为基准身高出列，与三号位比较，三号位比较高，所以三号位回到原来位置，一号位再与二号位比较，二号位比较高，所以二号位也回到原来位置，这是一号位已经与左半部分的所有人比较完毕，回到剩下的空闲位置（也就是一号位），如图：

我们可以看到已经将左半部分以基准划分成了左右两个区域（左区域不存在），同样的道理，我们将剩下的右半区域进行划分，以二号位为基准，与三号位比较，发现三号位比较矮，所以三号位去往左边的二号位，此时元素已经比较完毕，二号位去往空闲的三号位。如图：

这是我们就形成了一个有序的序列，下面我们将这个流程用代码来表示：

public class QuickTest {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = new int[]{10, 5, 154, 25, 41, 56, 3, 57, 4, 57};
        quickSort(data, 0, data.length - 1);
        for (int i : data) {
            System.out.println(i);
        }
    }

    public static void quickSort(int[] data, int start, int end) {
        if (start < end) {
        //获取到基准数据的索引，然后进行递归排序
            int mid = divide(data, start, end);
            quickSort(data, start, mid - 1);
            quickSort(data, mid + 1, end);
        }
    }

    public static int divide(int[] data, int start, int end) {
        //以第一个元素为基准
        int temp = data[start];
        while (start < end) {
        //基准元素与队尾开始比较，若队尾元素较大，则比较前一个元素
            while (start < end && temp <= data[end]) {
                end--;
            }
            data[start] = data[end];
        //基准元素与队头开始比较，若队头元素较小，则比较后一个元素    
            while (start < end && temp >= data[start]) {
                start++;
            }
            data[end] = data[start];
        }
        data[start] = temp;
        return start;
    }
}