快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序算法。在平均狀況下，排序 n 個項目要Ο(n log n)次比較。在最壞狀況下則需要Ο(n2) 次比較，但這種狀況並不常見。事實上，快速排序通常明顯比其他Ο(n log n) 算法更快，因爲它的內部循環（inner loop）可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。
快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個串行（list）分爲兩個子串行（sub-lists）。
算法步驟：
1 從數列中挑出一個元素，稱爲 “基準”（pivot），
2 重新排序數列，所有元素比基準值小的擺放在基準前面，所有元素比基準值大的擺在基準的後面（相同的數可以到任一邊）。在這個分區退出之後，該基準就處於數列的中間位置。這個稱爲分區（partition）操作。
3 遞歸地（recursive）把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。
遞歸的最底部情形，是數列的大小是零或一，也就是永遠都已經被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個算法總會退出，因爲在每次的迭代（iteration）中，它至少會把一個元素擺到它最後的位置去。
package com.lte;
import java.util.Random;
public class QSort {
/**
* 快速排序
* @param a 待排序數組
* @return 排好序的數組
*/
public static int[] quickSort(int[] a) {
return quickSort_main(a, 0, a.length - 1);
}
private static int[] quickSort_main(int[] a, int left, int right) {
if (left < right) {
int privot = quickSort_partition(a, left, right);// 確定分量的位置
quickSort_main(a, left, privot - 1); // 遞歸調用,排序分量左邊的元素
quickSort_main(a, privot + 1, right);// 遞歸調用,排序分量右邊的元素
}
return a;
}
private static int quickSort_partition(int[] a, int left, int right) {
int tmp = a[left];// 取初次的分量
while (left < right) {
// 注意：a[r] >= tmp 以及 a[l] <= tmp 中 = 不能丟，否則有相同數字的話死循環
while (left < right && tmp <= a[right])
right--;// 前向比較
a[left] = a[right];
while (left < right && a[left] <= tmp)
left++;// 後向比較
a[right] = a[left];
}
a[left] = tmp;// 此時left==right，放置分量
return left;// 返回分量的位置
}
static void print(int[] a) {
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
System.out.println();
}
public static void main(String[] args) {
Random rand = new Random();
int[] a = new int[25];
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
a[i] = rand.nextInt(100);
}
print(a);
// long st = System.currentTimeMillis();
a = quickSort(a);
// long ed = System.currentTimeMillis();
print(a);
// System.out.println(ed-st);
}
}
