前言：最近作業系統課需要完成PCB程序執行緒模擬實驗，老師給的c語言版實現程式碼，想著用java實現一波，然後在其中遇到了排序問題，我採用快速排序的演算法進行優先度排序。本人程式設計菜鳥一隻，不喜勿噴，另外，程式碼中有大量註釋，請做好心理準備...

快速排序原理：基於分治的思想進行排序。選擇一個基準值（一般是序列第一個元素的值），一次遞迴結束時，基準值左邊的序列所有元素的值都比基準值小，基準值右邊的序列所有元素的值都比基準值大。分別對左右序列遞迴。最終得到排序完畢的序列。

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Scanner;

public class Main {

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println("請輸入程序號?");
        //存入總程序數
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        int num = s.nextInt();
        //建立程序列表
        List<PCB> listOfProcess = new ArrayList();
        //初始化程序資訊，輸入所有程序資訊
        input(num,listOfProcess);
        //顯示所有程序
        disp(listOfProcess);
        //建立對程序進行優先順序排列函式
        sort(listOfProcess, 0, (listOfProcess.size()-1));
        disp(listOfProcess);
    }


    //建立對程序進行優先順序排列函式
    private static void sort(List<PCB> listOfProcess, int low, int high) {
        /**
         * 初始化start、end、key
         * start為從前往後的遊動下標
         * end為從後往前的遊動下標
         * key是最開始的基準，在本輪遞迴中是不變的，變的是兩個遊標上的值
         */
        int start = low;
        int end = high;
        int key = listOfProcess.get(low).getPriority();

        /**
         * 一切的一切，都是為了分治
         * 一輪下來，找到當前佇列的關鍵值，左邊的值都比關鍵值小，右邊的值都比關鍵值大
         */
         while (end > start){

            /**
             * 從後到前
             *
             * 1、這裡為什麼還要判斷end>start？
             * 判斷是否逼近結束。
             * 囉嗦的解釋：因為end不斷在變，用於判斷從後往前時是否到了與start最近處。
             *
             * 2、這裡為什麼判斷listOfProcess.get(end).getPriority() >= key？
             * 為了end從後往前逼近關鍵值。
             * 是為了從後往前找到第一個比基準小的值，進行交換。確保本次從後往前排序的時候，以基準為標準，end遊動下標後面的值比基準大
             */
            while (end > start && listOfProcess.get(end).getPriority() >= key){
                end--;
            }
            //start與end值交換，把基準值換到end位置上，此時，end是從end開始往後的佇列中，值最小的
             if (listOfProcess.get(end).getPriority() <= key){
                PCB temp = listOfProcess.get(end);
                listOfProcess.set(end, listOfProcess.get(start));
                listOfProcess.set(start, temp);
             }


            //從前往後，道理一樣，從前開始保證，start前的都比start小
             while (end > start && listOfProcess.get(start).getPriority() <= key){
                 start++;
             }
             //start與end值交換，把基準值換到start位置上，此時，start是從start開始往前的佇列中，值最大的
             if (listOfProcess.get(start).getPriority() >= key){
                 PCB temp = listOfProcess.get(end);
                 listOfProcess.set(end, listOfProcess.get(start));
                 listOfProcess.set(start, temp);
             }
        }

        /**
         * 以上是為了找到關鍵值，接下來的遞迴才是重中之重
         *
         * 1、為什麼要判斷low < start、high > end？
         * 因為，當start沒有改變時，說明這一段已經排序ok，無需接著往下遞迴了
         *
         * 2、start為什麼-1，end為什麼+1？
         * start和end若不重合，兩者已經排序好了
         * 若重合，則這個重合的地方已經確定排序
         *
         */
        if (low < start){
            sort(listOfProcess, low, start-1);
        }
        if (high > end){
            sort(listOfProcess, end+1, high);
        }


    }

    /*建立程序顯示函式,用於顯示當前程序*/
    private static void disp(List<PCB> listOfProcess) {
        System.out.println("qname \t state \t super \t ndtime \t runtime");
        for (PCB pcb: listOfProcess) {
            System.out.println(pcb.getName()+" \t "+ pcb.getState()+" \t "+pcb.getPriority()+" \t\t "+pcb.getNtime()+" \t\t\t "+pcb.getRtime());
        }
    }

    /*建立程序控制塊函式*/
    private static void input(int num, List<PCB> listOfProcess) {
        Scanner s = new Scanner(System.in);
        //填充列表
        for (int i = 0; i < num; i++){
            System.out.println("輸入程序名:");
            String name = s.next();
            System.out.println("輸入程序優先數:");
            int priority = s.nextInt();
            System.out.println("輸入程序執行時間:");
            int ntime = s.nextInt();
            System.out.println();

            //初始化當前程序的PCB
            PCB pcb = new PCB(name,"wait",priority,ntime,0);
            //加入佇列
            listOfProcess.add(pcb);
        }
    }





}