Java快速排序详解（分治算法入门与实战指南）

分治思想解析

分治算法的核心思想是“分而治之”：将一个复杂问题分解成若干个规模较小的相同子问题，递归解决这些子问题，最后合并结果。

在快速排序中，分治过程分为三步：

1. 分解（Divide）：选择一个“基准值”（pivot），将数组划分为两部分——小于基准值的元素放在左边，大于基准值的放在右边。
2. 解决（Conquer）：递归地对左右两个子数组进行快速排序。
3. 合并（Combine）：由于排序是在原数组上进行的，无需额外合并步骤。

Java 快速排序代码实现

下面是一个完整的 Java 快速排序实现，包含详细注释，适合初学者理解：

public class QuickSort {    // 主排序方法    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {        if (low < high) {            // 获取分区索引            int pi = partition(arr, low, high);            // 递归排序左半部分            quickSort(arr, low, pi - 1);            // 递归排序右半部分            quickSort(arr, pi + 1, high);        }    }    // 分区函数：选择最后一个元素作为基准值    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {        int pivot = arr[high]; // 基准值        int i = (low - 1); // 小于基准值区域的索引        for (int j = low; j < high; j++) {            // 如果当前元素小于或等于基准值            if (arr[j] <= pivot) {                i++;                // 交换 arr[i] 和 arr[j]                swap(arr, i, j);            }        }        // 将基准值放到正确位置        swap(arr, i + 1, high);        return i + 1;    }    // 交换数组中两个元素    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {        int temp = arr[i];        arr[i] = arr[j];        arr[j] = temp;    }    // 测试主方法    public static void main(String[] args) {        int[] arr = {10, 7, 8, 9, 1, 5};        System.out.println("排序前：" + java.util.Arrays.toString(arr));        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);        System.out.println("排序后：" + java.util.Arrays.toString(arr));    }}

代码运行说明

上述代码中：

• quickSort 是主方法，接收数组和起止索引。
• partition 函数负责将数组按基准值划分，并返回基准值的最终位置。
• 我们选择最后一个元素作为基准值（pivot），也可以选择第一个、中间或随机元素。

为什么学习 Java 排序算法？

掌握 Java排序算法 不仅能提升你的编程能力，还能在面试中脱颖而出。快速排序因其高效性和实用性，常被用于大数据处理、数据库索引优化等场景。

小结

通过本 快速排序教程，你已经了解了分治思想、快速排序的原理以及完整的 Java 实现。建议你动手敲一遍代码，修改测试数据，观察排序过程，加深理解。

记住：算法学习贵在实践！多写、多调试、多思考，你很快就能熟练运用 Java快速排序 和其他 分治算法 解决实际问题。