快速排序算法（排序详解）

 快速排序

 基本思想

快速排序又成为分区交换排序，是目前已知的实测平均速度最快的一种排序方法，它是对冒泡排序方法的一种改进。其基本思想是：通过一趟划分将要排序的序列分割成独立的三个部分，即左部、基准值、右部。其中左部的所有数据都比基准值小，右部的所有数据都比基准值大。然后再按此方法分别对左部和右部进行划分，整个排序过程通过递归进行。

操作方法

 操作流程图：

操作步骤：

（1）首先我们从数组的left位置取出该数（2）作为参照物（base）。

（2）从数组的right位置向前找，一直找到比（base）小的数，如果找到，将此数赋给left位置（也就是将1赋给2），此时数组为：1，4，5，1，3，left和right指针分别为前后的1。

（3）从数组的left位置向后找，一直找到比（base）大的数，如果找到，将此数赋给right的位置（也就是4赋给1），此时数组为：1，4，5，4，3，left和right指针分别为前后的4。

（4）：重复“第二,第三“步骤，直到left和right指针重合，最后将（base）插入到4的位置，此时数组值为： 1，2，5，4，3，至此完成一次排序。第五步：此时2已经潜入到数组的内部，2的左侧一组数都比2小，2的右侧作为一组数都比2大，以2为切入点对左右两边数按照"第一，第二，第三，第四"步骤进行。

 算法实现

// 快速排序public static void quickSort(int[] array, int left, int right) {int pivotKey;if (left < right) {pivotKey = partitionByPivotValue(array, left, right);// 对左右数组递归调用快速排序，直到顺序完全正确quickSort(array, left, pivotKey - 1);quickSort(array, pivotKey + 1, right);}}public static int partitionByPivotValue(int[] array, int left, int right) {int pivotValue = array[left];// 枢轴选定后永远不变，最终在中间，前小后大while (left < right) {while (left < right && array[right] >= pivotValue) {--right;}// 将比枢轴小的元素移到低端，此时right位相当于空，等待低位比pivotkey大的数补上array[left] = array[right];while (left < right && array[left] <= pivotValue) {++left;}// 将比枢轴大的元素移到高端，此时left位相当于空，等待高位比pivotkey小的数补上array[right] = array[left];}// 当left == right，完成一趟快速排序，此时left位相当于空，等待pivotkey补上array[left] = pivotValue;return left;}

 效率分析

算法性能：

时间复杂度：

当数据有序时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，前一个子序列为空，此时执行效率最差。而当数据随机分布时，以第一个关键字为基准分为两个子序列，两个子序列的元素个数接近相等，此时执行效率最好。

所以，数据越随机分布时，快速排序性能越好；数据越接近有序，快速排序性能越差。

空间复杂度

快速排序在每次分割的过程中，需要 1 个基准值。而快速排序的大概需要 Nlog2N次 的分割处理，所以占用空间也是 Nlog2N 个。

算法稳定性

相等元素可能会因为分区而交换顺序，所以它是不稳定的算法。