排序算法：快速排序

快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。
在实际中最常用的一种排序算法，速度快，效率高。

它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
快速排序采用的思想是分治思想。
算法介绍：
设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是：
1）设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给x，即x=rands[0]；
3）从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j–)，找到第一个小于x的值rands[j]，将rands[j]和rands[i]互换；
4）从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于x的rands[i]，将rands[i]和rands[j]互换；
5）重复第3、4步，直到i>=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中rands[j]不小于x,4中rands[i]不大于x的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

下面为快排实现代码：
实现了100个随机数的从小到大排序。

package cn.hncu;

public class quickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] rands = new int[100];
        for(int i=0;i<rands.length;i++){
            rands[i] = (int)(Math.random()*rands.length);
            //System.out.print(rands[i]+" ");
        }
        //int[] rands ={1,17,-25,2,15,-25};
        quickSort(rands, 0, rands.length-1);
        //System.out.println();
        for(int t:rands){
            System.out.print(t+" ");
        }

    }

    public static void quickSort(int a[],int p,int r){
        if(p<r){
            //把数组划分成两个子数组和一个元素
            //a[q:r]==>a[p:q-1],a[q],a[q+1:r]
            int q = partition(a,p,r);
            quickSort(a, p, q-1);
            quickSort(a, q+1,r);
        }

    }

    private static int partition(int[] a, int p, int r) {
        //快排优化
        //随机选择一个a[m]与第一个a[p]交换
        int rand = (int)(Math.random()*(r-p));
        swap(a,p,p+rand);//rand为0-(r-p)之间的随机数

        int x = a[p];//第一个元素为枢轴
        int i=p;
        int j=r+1;

        while(true){
            //在右侧定位到比枢轴小的书
            while(a[--j]>x); //一定会有一个a[p]，不用考虑越界

            //在左侧定位到比枢轴大的数
            while(a[++i]<x&&i<r);//找左边的

            if(i>=j){
                break;
            }

            swap(a,i,j);
        }

        //把枢轴换到小值区的最后一个元素的位置
        swap(a,p,j);

        return j;
    }

    private static void swap(int[] a, int i, int j) {
//      System.out.println(a[i]+" "+a[j]);
//      a[i]=a[i]^a[j];
//      a[j]=a[i]^a[j];
//      a[i]=a[i]^a[j];
//      System.out.println(a[i]+" "+a[j]);
//      System.out.println("---------------------");
        //不能用异或来交换a[i]/a[j],因为有可能i，j是相等的，也就是说a[i]和a[j]就是同一个数
        //异或的特点：
        //和0做异或保持原值不变，和1做异或得到原值的相反值。
        //自己和自己异或结果为0；

        int t=a[i];
        a[i]=a[j];
        a[j]=t;
    } 
}