快速排序算法

快速排序一：给定一个数组，进行排序，要求排序完成之后，小于数组最后一个元素的数据全部在它的左边，大于它的全部在它的右边，左右两边内部不要求有序，比如原数组是[5, 6, 3, 1, 2, 3]排序完之后:[3,1,2,3,5,6 ]，也就是原数组最后一个数是3，排序完之后小于等于3的全部在3的左边，大于3的全部在3的右边

解题思路：

1、我们定义一个小于目标数据的区域，它的初始位置在数组第一个元素的前面，也就是下标为-1的位置，取名为lessEquals

2、定义一个移动的指针，初始值为指向数组的第一个元素，取名为cur，初始值为0

3、循环判断，当cur小于数组长度的时候，将cur指向的数据与数组最后一个元素对比，如果小于等于最后一个元素，那么将lessEquals的下一个数据与cur指向的数据交换，否则cur++，移动到数组下一个为止

代码实现：

private void printArray(int[] arr) {
        for (int i : arr) {
            System.err.print(i + " ");
        }
    }
 
    private void swap(int[] arr, int a, int b) {
        int tmp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = tmp;
    }
 
    public void quickSort(int[] arr) {
        int lessEquals = -1;
        int cur = 0;
        int last = arr.length - 1;
        while (cur <= last) {
            if (arr[cur] <= arr[last]) {
                lessEquals++;
                swap(arr, lessEquals, cur);
                cur++;
            } else {
                cur++;
            }
        }
    }
 
    @Test
    public void testQuickSort() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort(arr);
        printArray(arr);
    }

快速排序二：给定一个数组，进行排序，要求排序完成之后，小于数组最后一个元素的数据全部在它的左边，大于它的全部在它的右边，等于的全部在中间，左右两边内部不要求有序，比如原数组是[5, 6, 3, 1, 2, 3]排序完之后:[1,2,3,3,5,6 ]，也就是原数组最后一个数是3，排序完之后小于等于3的全部在3的左边，大于3的全部在3的右边，等于3的全部在中间

解题思路同上面的快速排序1类似，只是在前面的基础之上增加了一个大于目标数的区域，假设变量命名为greater，初始值指向数组最后一个元素，同时在循环的时候判断条件有所增加，小于的逻辑与前面快速排序1一样，如果cur指向的数据大于数组最后一个元素，那么那么将greater前面的元素与cur指向的元素交换，同时greater往数组的前面移动，直到cur碰上greater的时候退出循环

代码实现：

 public void quickSort1(int[] arr) {
        int lessEquals = -1;
        int cur = 0;
        int greater = arr.length - 1;
        while (cur <= greater) {
            if (arr[cur] < arr[arr.length - 1]) {
                lessEquals++;
                swap(arr, lessEquals, cur);
                cur++;
            } else if (arr[cur] > arr[arr.length - 1]) {
                greater--;
                swap(arr, greater, cur);
            } else {
                cur++;
            }
        }
        swap(arr, greater, arr.length - 1);
    }
 
    @Test
    public void testQuickSort1() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort1(arr);
        printArray(arr);
    }

快速排序三：在快速排序二的基础之上，要求排序完成之后整个数组有序，也就是说要求左右两边的子数组都有序，实现思路就是基于快速排序二做递归迭代，对左右两边的子数组继续做快排

public int[] quickSort1V2(int[] arr, int left, int right) {
        int cur = left;
        int greater = right;
        while (cur < greater) {
            if (arr[cur] < arr[right]) {
                swap(arr, left, cur);
                left++;
                cur++;
            } else if (arr[cur] > arr[right]) {
                greater--;
                swap(arr, greater, cur);
            } else {
                cur++;
            }
        }
        swap(arr, greater, right);
        return new int[]{left, greater};
    }
 
    public void quickSort2(int arr[], int l, int r) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        if (l >= r) {
            return;
        }
        int index[] = quickSort1V2(arr, l, r);
        quickSort2(arr, l, index[0] - 1);
        quickSort2(arr, index[1] + 1, r);
    }
 
    @Test
    public void testQuickSort2() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort2(arr, 0, arr.length - 1);
        printArray(arr);
    }