快速排序

快速排序就是对荷兰国旗问题的一个递归式应用：

即每次随机取出一个数(在这个数组中等概率随机选一个位置，取出一个数)，然后把所有小于这个数的一些值放在左边，等于这个数的一些值放在中间，再把大于这个数的一些值放在右边

在递归的对左边和右边的这批数进行做如上的操作，直到递归到只有一个数为止。

代码及解析：

public static void QuickSort(int[] arr) 
    {
        if (arr == null || arr.length == 1) {
            return;
        }
        process(arr,0,arr.length - 1);
    }
    
    public static void process(int[] arr,int l,int r) 
    {
        if (l < r) {//即当l>=r时都没有继续划分排序的必要，做为递归的终点
            swap(arr,l + (int)(Math.random() * (r - l + 1)), r);//随机取一个数,把它和最右位置数做交换
                                                                //即将这个随机数抽出来做参照数
            int[] p = partition(arr,l,r);//对数组进行三个区域的划分并得到划分的情况
                                        //p数组返回两个数分别是小于区域的右边界p[0]和大于区域的左边界p[1]
            process(arr,l,p[0]);//小于区域
            process(arr,p[1],r);//大于区域
        }
    }
    
    public static int[] partition(int[] arr,int l,int r)
    {
        int minIndex = l - 1, maxIndex = r;//minIndex,maxIndex分别为小于和大于区域的左右边界
        int curIndex = l;//curIndex为当前被处理的数据所处的位置,以下均为荷兰国旗问题
        while (curIndex < maxIndex) {
            if (arr[curIndex] < arr[r]) {
                swap(arr,curIndex++,++minIndex);
            }
            else if (arr[curIndex] == arr[r]) {
                curIndex++;
            }
            else {
                swap(arr,curIndex,--maxIndex);
            }
        }
        swap(arr,maxIndex++,r);//把arr[r]这个等于num的数给换到等于区域中,并把大于区域右移一位
        return new int[] {minIndex,maxIndex};
    }
    
    public static void swap(int[] arr,int a,int b) 
    {
        if (a != b) {
            arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
            arr[b] = arr[a] ^ arr[b];
            arr[a] = arr[a] ^ arr[b];
        }
    }