快速排序
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什么是快速排序：
图解：
递归法：
方法一（Hoare法）：
代码实现：
思路分析：
方法二（挖坑法）：
代码实现：
思路分析：
非递归法：
图解：
代码实现：
思路分析：
快速排序是不稳定的。
什么是快速排序：
任取待排序元素序列中的某元素作为基准值，按照该排序码将待排序集合分割成两子序列，左子序列中所有元素均小于基准值，右子序列中所有元素均大于基准值，然后最左右子序列重复该过程，直到所有元素都排列在相应位置上为止。
图解：
假设 0 下标的数字 3 作为我们的基准值，先看上图的left 和 right ，他们一开始是在start 和 end 的位置。
在走的过程中，right 先走，直到遇到比 3 小的数字停下来，再到 left 走，直到遇到比 3 大的数字停下来；然后交换 此时 left 下标 和 right 下标 的数字，然后不断重复此过程，直到left 与 right 相遇停止；再把最后left 和 right 相遇的 下标位置 与 我们设定的基准值 3 交换；这样就保证了此时的left 位置的下标的左边都是比他小的，右边都是比他大的。也可以说此时的left 下标的数据已经有序了。（用 par 记录left 和 right相遇的位置）
然后，再看此图：
因为使用了 par 记录了 left 和 righjt 相遇的的位置，那么下次划分 一段数据左边则 使用 start 和 par - 1 作为一段新的数据的 left 和 right ，右边 使用 par + 1 和 end 作为一段新的数据的 left 和 right ，不断细分排序重复下去，直到start 与 end 相遇停止划分；看上图绿色椭圆圈出来的start ，那是在 1 下标右边走划分出来的一段，此时start 大于了 end ，也算一种停止划分条件。
所以，停止划分的条件是 start >= end
递归法：
方法一（Hoare法）：
代码实现：
public static void quickSortHoare(int[] arr) {
quick(arr,0,arr.length - 1);
}
private static void quick(int[] arr, int start, int end) {
if(start >= end) {
return;
}
int par = parrtion(arr,start,end);
//往左走
quick(arr,start,par - 1);
//往右走
quick(arr,par + 1,end);
}
private static int parrtion(int[] arr, int left, int right) {
int i = left;
int ret = arr[left];
while(left < right) {
while(left < right && arr[right] >= ret) {
right--;
}
while(left < right && arr[left] <= ret) {
left++;
}
//交换
swap(arr,left,right);
}
//交换
swap(arr,i,left);
return left;
}
private static void swap(int[] arr,int i,int j) {
int tmp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = tmp;
}思路分析：
结合上面我们分析的图解，有个要注意的是 parrtion 方法里 的 left < right && arr[right] >= ret 和 left < right && arr[left] <= ret 这两个的循环条件，前提都要加上 left < right ，因为如果 对于一段已经有序的数据，假设我们使用对一个最小的数据作为基准值，第一个 arr[right] >= ret 循环 判断条件会一直让 right --，如果没有left < right 作为前提条件，会导致 right 越界。
方法二（挖坑法）：
代码实现：
public static void quickSort2(int[] arr) {
quick(arr,0,arr.length - 1);
}
private static void quick2(int[] arr, int start, int end) {
if(start >= end) {
return;
}
int par = parrtion2(arr,start,end);
//往左走
quick2(arr,start,par - 1);
//往右走
quick2(arr,par + 1,end);
}
private static int parrtion2(int[] arr, int left, int right) {
int ret = arr[left];
while(left < right) {
while(left < right && arr[right] >= ret) {
right--;
}
arr[left] = arr[right];
while(left < right && arr[left] <= ret) {
left++;
}
arr[right] = arr[left];
}
arr[left] = ret;
return left;
}
private static void swap(int[] arr,int i,int j) {
int tmp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = tmp;
}思路分析：
挖坑法 与 Hoare 法思路很相像，不同的是；
挖坑法 是把 right 找到比 基准值 小的时候，把此时 的 right 下标的值给到 left 下标；left 找到比 基准值 大的时候，把此时 的 left 下标的值给到 right 下标。
最后，由于一开始使用了 ret 存储了基准值，所以当 left 与 right 相遇时把 ret 给到 left 下标的位置。
非递归法：
图解：
快速排序非递归的方法我们借助了一个栈，用来存放数据的下标；
先把一段数据的 left 给到 栈里，再把 right 给到 栈里，然后排完一段序后，得到 par ，再把一段新的数据的 left 和 right 给到 栈里。
要注意，当：
这是分出来的一段数据，当par右边只剩一个元素时，那么右边剩下的一个元素是有序的，par 左边同理。
代码实现：
public static void quickSortNor(int[] arr) {
int left = 0;
int right = arr.length - 1;
int par = parrtion3(arr,left,right);
Stack<Integer> stack = new Stack<>();
//左边有两个元素及以上
if(left + 1 < par) {
stack.push(left);
stack.push(par - 1);
}
//右边有两个元素及以上
if(par < right - 1) {
stack.push(par + 1);
stack.push(right);
}
while(!stack.isEmpty()) {
right = stack.pop();
left = stack.pop();
par = parrtion3(arr,left,right);
//左边有两个元素及以上
if(left + 1 < par) {
stack.push(left);
stack.push(par - 1);
}
//右边有两个元素及以上
if(par < right - 1) {
stack.push(par + 1);
stack.push(right);
}
}
}
private static int parrtion3(int[] arr, int left, int right) {
int ret = arr[left];
while(left < right) {
while(left < right && arr[right] >= ret) {
right--;
}
arr[left] = arr[right];
while(left < right && arr[left] <= ret) {
left++;
}
arr[right] = arr[left];
}
arr[left] = ret;
return left;
}思路分析：
结合上面的图解，一开始在循环外，我们排了一次序，得到了 par ，再把对应的 left 和 right 给到栈里。
当栈不为空时，栈弹出的第一个元素作为相应一段数据 right ，下一个是对应的 left ，原因是我们放入栈时是先 left 再 right；再对其排序后得到新的 par ，再结合图解分析。直到栈为空时结束。