有趣的算法（七） ——快速排序改进算法

    /**
     * 获取快速排序的切分元素，并进行部分排序，保证切分元素左侧元素都小，右侧都大
     */
    private static int partition(Comparable[]a, int low, int high){
        int i = low - 1, j = high + 1;//左右扫描指针
        int randomIndex = (int)(low +Math.random()*(high - low + 1));
        Comparable v = a[randomIndex];//切分元素
        while(true){
            //左边找到比v大的元素
            while(less(a[++i], v, true)){
                if(i >= high) break;
           }
            //右边找到比v小的元素
            while(less(v, a[--j], true)){
                if(j <= low) break;
            }
            //扫描结束退出条件
            if(i >= j) break;
            //交换左右两边找到的元素，保证相对有序
            exchange(a, i, j);
        }
        //将切分元素换到中间
        exchange(a, randomIndex, j);
        return j;
    }

    /**
     * 快速排序
     */
    private static voidstartQuickSort(Comparable[] a, int low, int high){
        if(a.length <= 5 || high < low +5){
            insertSort(a);//数组长度5以内采用插入排序
            return;
        }
        int partitionNum = partition(a, low,high);
        startQuickSort(a, low, partitionNum-1);
        startQuickSort(a, partitionNum+1,high);
}
    /**
     * 插入排序，数组长度5以内采用此方法
     */
    private static void insertSort(Comparable[]a){
        int n = a.length;
        for(int i=1;i<n;i++){
            for(int j=i;j>0 &&less(a[j], a[j-1], false);j--){
                exchange(a, j, j-1);
            }
        }
}

   /**
     * 三取样切分
     */
    private static voidstart3WayQuickSort(Comparable[] a, int low, int high){
        if(a.length <= 5 || high < low +5){
            insertSort(a);//数组长度5以内采用插入排序
            return;
        }
        //equalLeft~equalRight区间是等值的情况,low~equal~equalLeft是小的
        int equalLeft = low, equalRight = high,i = equalLeft +1;
        Comparable v = a[low];
        while(i <= equalRight){
            int cmp = a[i].compareTo(v);
            if(0 < cmp) exchange(a, i,equalRight--);//a[i]>v，交换i和当前最后一个元素，并将最后一个元素-1
            else if(0 > cmp) exchange(a,equalLeft++, i++);//a[i]<v，交换i和左边的元素，并且指针往后
            else i++;//相同的情况，则直接比较下一个元素
        }
        start3WayQuickSort(a, low, equalLeft-1);
        start3WayQuickSort(a, equalRight+1,high);
}