一、概念及其介绍

三路快速排序是双路快速排序的进一步改进版本，三路排序算法把排序的数据分为三部分，分别为小于 v，等于 v，大于 v，v 为标定值，这样三部分的数据中，等于 v 的数据在下次递归中不再需要排序，小于 v 和大于 v 的数据也不会出现某一个特别多的情况），通过此方式三路快速排序算法的性能更优。

二、适用说明

时间和空间复杂度同随机化快速排序。

三路快速排序算法是使用三路划分策略对数组进行划分，对处理大量重复元素的数组非常有效提高快速排序的过程。它添加处理等于划分元素值的逻辑，将所有等于划分元素的值集中在一起。

三、过程图示

我们分三种情况进行讨论 partiton 过程，i 表示遍历的当前索引位置：

（1）当前处理的元素 e=V，元素 e 直接纳入蓝色区间，同时i向后移一位。

（2）当前处理元素 e<v，e 和等于 V 区间的第一个位置数值进行交换，同时索引 lt 和 i 都向后移动一位

（3）当前处理元素 e>v，e 和 gt-1 索引位置的数值进行交换，同时 gt 索引向前移动一位。

最后当 i=gt 时，结束遍历，同时需要把 v 和索引 lt 指向的数值进行交换，这样这个排序过程就完成了，然后对 <V 和 >V 的数组部分用同样的方法再进行递归排序。

四、Java 实例代码

package runoob;/** * 三路快速排序 */public class QuickSort3Ways {    //核心代码---开始    // 递归使用快速排序,对arr[l...r]的范围进行排序    private static void sort(Comparable[] arr, int l, int r){        if (l >= r) {            return;        }        // 随机在arr[l...r]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot        swap( arr, l, (int)(Math.random()*(r-l+1)) + l );        Comparable v = arr[l];        int lt = l;     // arr[l+1...lt] < v        int gt = r + 1; // arr[gt...r] > v        int i = l+1;    // arr[lt+1...i) == v        while( i < gt ){            if( arr[i].compareTo(v) < 0 ){                swap( arr, i, lt+1);                i ++;                lt ++;            }            else if( arr[i].compareTo(v) > 0 ){                swap( arr, i, gt-1);                gt --;            }            else{ // arr[i] == v                i ++;            }        }        swap( arr, l, lt );        sort(arr, l, lt-1);        sort(arr, gt, r);    }    //核心代码---结束    public static void sort(Comparable[] arr){        int n = arr.length;        sort(arr, 0, n-1);    }    private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {        Object t = arr[i];        arr[i] = arr[j];        arr[j] = t;    }    // 测试 QuickSort3Ways    public static void main(String[] args) {        // 三路快速排序算法也是一个O(nlogn)复杂度的算法        // 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据        int N = 1000000;        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);        sort(arr);        SortTestHelper.printArray(arr);    }}