java排序之 --- 快速排序

快速排序的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

举个小例子如图片所示（摘自百度图片）:

每一次选取每部分的第一个元素作为关键数据 key，从每部分的最后一个元素开始找，找到第一个比 key 小的元素，再从头开始找，找到第一个不比 key 小的元素，然后两两交换位置，直到 key 的左边元素都小于它，右边的元素都大于或等于它。再递归比较 key 的左右两边部分从而得到排好序的序列。

核心代码：

    /**     * 把数组按关键元素 key 分割成左边小于 key，右边大于key 的两部分     * @param arr   待排序数组     * @param start 待排序部分的起始位置     * @param end   带排序部分的结束位置     * @return     * @throws Exception     */    public int partition(int[] arr,int start,int end) throws Exception {        if(arr == null || arr.length <= 0 || start < 0 || end >=arr.length) {            throw new Exception("Invalid Parameters");        }        int key = arr[start];       //选取并保存待排序部分的第一个元素为 key        while(start < end) {        //保证起始位置始终小于结束位置            while(arr[end] >= key && end > start) { //从后开始查找小于等于 key 的元素                end--;              //小于 key 的元素的下标            }            arr[start] = arr[end];  //把小于 key 的元素移动到 >= key 的位置            while(arr[start] <= key && end > start) { //从头开始查找大于等于 key 的元素                start++;            //大于 key 的元素的下标            }            arr[end] = arr[start];  //把大于 key 的元素移动到 <= key 的位置        }        arr[end] = key;             //把 key 移动到最后一个小于 key的元素位置        return end;                 //返回分割好后的 key 的下标    }    /**     *      * @param arr     * @param start     * @param end     * @throws Exception     */    public void quickSort(int[] arr,int start,int end) throws Exception {        if(start == end) return;        int index = partition(arr, start, end);         if(index > start) {            quickSort(arr, start, index-1);        }        if(index < end) {            quickSort(arr, index+1, end);        }    }

快速排序是一种不稳定的排序算法，其算法的平均时间复杂度和最优时间复杂度都是O(nlogn),但是最坏情况下（每次取到的关键元素都是最大/最小元素）时间复杂度为O(n2).