快速排序也采用了分治的思想：把原始的数组筛选成较小和较大的两个子数组，然后递归地排序两个子数组。
import java.util.Arrays;
public class QuickSort {
private static void quickSort(int[] nums) {
quickSort(nums, 0, nums.length - 1);
}
private static void quickSort(int[] nums, int low, int high) {
if (low >= high) {
return;
}
int[] p = partition(nums, low, high);
quickSort(nums, low, p[0] - 1);
quickSort(nums, p[0] + 1, high);
}
private static int[] partition(int[] nums, int low, int high) {
int less = low - 1, more = high;
while (low < more) {
if (nums[low] < nums[high]) {
swap(nums, ++less, low++);
} else if (nums[low] > nums[high]) {
swap(nums, --more, low);
} else {
++low;
}
}
swap(nums, more, high);
return new int[] {less + 1, more};
}
private static void swap(int[] nums, int i, int j) {
int t = nums[i];
nums[i] = nums[j];
nums[j] = t;
}
public static void main(String[] args) {
int[] nums = {1, 2, 7, 4, 5, 3};
quickSort(nums);
System.out.println(Arrays.toString(nums));
}
}空间复杂度 O(logn)，时间复杂度 O(nlogn)。
对于规模为 n 的问题，一共要进行 log(n) 次的切分，和基准值进行 n-1 次比较，n-1 次比较的时间复杂度是 O(n)，所以快速排序的时间复杂度为 O(nlogn)。
但是，如果每次在选择基准值的时候，都不幸地选择了子数组里的最大或最小值。即每次把把数组分成了两个更小长度的数组，其中一个长度为 1，另一个的长度是子数组的长度减 1。这样的算法复杂度变成 O(n²)。
和归并排序不同，快速排序在每次递归的过程中，只需要开辟 O(1) 的存储空间来完成操作来实现对数组的修改；而递归次数为 logn，所以它的整体空间复杂度完全取决于压堆栈的次数。
前面讲到，最坏情况下快速排序的时间复杂度是 O(n²)，实际上，这种 O(n²) 时间复杂度出现的主要原因还是因为我们基准值选得不够合理。最理想的基准点是：被基准点分开的两个子数组中，数据的数量差不多。
如果很粗暴地直接选择第一个或者最后一个数据作为基准值，不考虑数据的特点，肯定会出现之前讲的那样，在某些情况下，排序的最坏情况时间复杂度是 O(n²)。
有两个比较常用的分区算法。
我们从区间的首、尾、中间，分别取出一个数，然后对比大小，取这 3 个数的中间值作为分区点。这样每间隔某个固定的长度，取数据出来比较，将中间值作为分区点的分区算法，肯定要比单纯取某一个数据更好。但是，如果要排序的数组比较大，那“三数取中”可能就不够了，可能要“五数取中”或者“十数取中”。
随机法就是每次从要排序的区间中，随机选择一个元素作为分区点。这种方法并不能保证每次分区点都选的比较好，但是从概率的角度来看，也不大可能会出现每次分区点都选的很差的情况，所以平均情况下，这样选的分区点是比较好的。时间复杂度退化为最糟糕的 O(n²) 的情况，出现的可能性不大。