基于分治思想的快速排序

1、主要思想

• 根据一个基准数，通常是第一个数，把比这个数大的放在右边，比这个数小的放在左边。这样一个序列就被基准数一分为二。
• 再分别对左右两个序列选取基准数，执行上面同样的逻辑，继续拆分，直到划分为序列只有一个元素或零个元素即为有序。

2、代码实现

package com.hncj.daily;

import java.util.Arrays;

public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{1, 2, 3, 8, 8, 7, 13, 11, 22, 19};
        divide(arr, 0, arr.length - 1);
        Arrays.stream(arr).forEach(item -> System.out.println(item));
    }

    /**
     * 将一个无序序列划分为两个无序序列
     * @param arr
     * @param start
     * @param end
     * @return
     */
    public static int partition(int[] arr, int start, int end) {
        //以第一个数为基准
        int base = arr[start];
        while (start != end) {
            //从右往左找找到第一个比基准小的放在arr[start]的位置
            while (start < end && arr[end] >= base) {
                end--;
            }
            arr[start] = arr[end];
            //从左往右找到第一个比基准大的放在arr[end]的位置
            while (start < end && arr[start] <= base) {
                start++;
            }
            arr[end] = arr[start];
        }
        //此时start=end，start便是基准的位置，基准左边的数都比基准小，基准右边的数都比基准大
        arr[start] = base;
        return start;
    }

    /**
     * 分治的思想进行快速排序
     * @param arr
     * @param start
     * @param end
     */
    public static void divide(int[] arr, int start, int end) {
        //序列中至少有两个元素才进行划分，一个或零个元素即为有序
        if (start < end) {
            //根据一个基准将序列划分为两个无序序列
            int index = partition(arr, start, end);
            //再将左边的序列继续划分
            divide(arr, start, index - 1);
            //将右边的序列划分
            divide(arr, index + 1, end);
        }
    }
}

3、一点思考

• 可以总结出快排的口诀

  小的往左放，大的往右放

• 为什么要从右往左扫描一次，然后从左往右扫描一次，而不是单向扫描？

  为的是大数有机会放置到右边，小数有机会放置在左边，如果是一直单向扫描，会导致数值在放置过程中被覆盖丢失。