概念：

快速排序是對氣泡排序的一種改進。由C.A.R.Hoare於1962年提出。它的基本思想是：通過一趟排序將要排序的資料分割成獨立的兩部分，其中一部分的所有資料都比另外一部分的所有資料都要小，然後再按此方法對這兩部分資料分別進行快速排序，整個排序過程可以遞迴進行，以此達到整個資料變成有序序列。

排序過程：

假設要排序的陣列是A[0]..A[N-1]，首先任意選取一個數據(通常選用陣列的第一個數)作為關鍵資料，然後將所有比它小的數都放到它的前面，所有比它大的資料都放到它的後面，這個過程稱為一趟快速排序。值得注意的是：快速排序不是一種穩定的排序演算法，也就是說，多個相同的值的相對位置也許會在演算法結束時產生變動。
一趟快速排序的演算法是：
1.設定兩個變數i、j，排序開始時：i=0; j=N-1;
2.以第一個陣列元素作為關鍵資料，賦值給key，即key=A[0];
3.從j開始向前檢索，即由後向前開始檢索(j--)，找到第一個小於key的值A[j]，將A[j]和A[i]互換;
4.從i開始向後檢索，即由前向後開始檢索(i++)，找到第一個大於key的A[i]，將A[i]和A[j]互換;
5.重複第3、4步，直到i=j;(3、4步中，沒找到符合條件的值，即第3步中A[j]不小於key，第4步中A[i]不大於key時改變i、j的值，使得j=j-1; i=i+1; 直至找到該值為止。找到符合條件的值，進行交換的時候i和j的指標位置不變。另外，i==j這一過程一定正好是i++或j--完成的時候，此時令迴圈結束)

示例：

package com.cnblogs.lxj.testarraysort;

/**
 * @author liuxiaojiang
 * @packageName:com.cnblogs.lxj.testarraysort
 * @ClassName:QuickSort
 * @Description:測試快速排序
 * @date 2020/11/30
 */
public class QuickSort {

    /**
     * 主方法
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        int[] a = {5,1,9,3,7,4,8,6,2};
        printArray(a);
        quickSort(0,a.length - 1,a);
        printArray(a);
    }

    /**
     * 快速排序方法
     * @param low
     * @param high
     * @param a
     */
    public static void quickSort(int low,int high,int[] a){
        if(low < high){
            int middle = getMiddle(low,high,a);
            quickSort(low,middle - 1,a);
            quickSort(middle + 1,high,a);
        }
    }

    /**
     * 邏輯演算法
     * @param low
     * @param high
     * @param a
     * @return
     */
    public static int getMiddle(int low,int high,int[] a){
        int temp = a[low];
        while(low < high){
            while(a[high] >= temp && low < high){
                high--;
            }
            a[low] = a[high];
            low++;
            while(a[low] <= temp && low < high){
                low++;
            }
            a[high] = a[low];
        }
        a[high] = temp;
        return high;
    }

    /**
     * 輸出方法
     * @param array
     */
    public static void printArray(int[] array){
        for(int a : array){
            System.out.print(a + " ");
        }
        System.out.println();
    }
    
}

 

執行結果：

5 1 9 3 7 4 8 6 2      //初始化
1 2 3 4 5 6 7 8 9      //快速排序完成

原理：

演算法分析：

快速排序可以說是陣列排序中效能最好的排序演算法，但它是不穩定的演算法，比如當同一陣列中有兩個(或多個)值相同的元素時，排序完成後，該多個元素位置(順序)可能會發生改變。快速排序主要有兩個基本操作：一是選取樞軸元素，另一個則是遞迴分割陣列。樞軸元素的選取對快速排序的效率至關重要，因為它決定了遞迴的深度。如果樞軸元素剛好處於陣列的中間值，那麼，陣列在分割時就分成了平均的兩部分。這樣的遞迴的效率就好。如果每次選取的樞軸元素都是最大/最小 的那個元素，則快排複雜度達到了O(N^2)，而且還用了遞迴棧空間。快速排序的時間複雜度與樞軸元素的選取息息相關。平均情況下，時間複雜度為O(NlogN)，最壞情況下為O(N^2)。所以，快速排序更適合資料量比較大時使用。(另：需要注意，當選取陣列元素中的最小值作為樞軸且要降序時，這時候的執行時間巨長，所以，在使用時需要根據實際情況調整)