常用算法Java实现之快速排序
快速排序和冒泡排序相似,都是通过多次比较和交换来实现排序。
具体流程如下:
1、首先设定一个分界值,通过分界值将数组分成左右两部分,将大于等于分界值的数据交换集中到右侧数组,将小于分界值的数据交换集中到左侧数组;
2、然后,左侧数组和右侧数组可以独立排序。对于左侧数组可以取一个分界值,将左侧数组分成左右两个部分,同样将左边放置小于分界值的数据,右侧放置大于等于分界值的数据。对右侧数组做类似处理。
3、重复上述过程,其实就是递归。通过递归将左侧数组排好序后,再递归处理右侧数据。当左、右两部分数据都排好序后,整个数组的排序也就完成了。
假如有初始数据:25 11 45 26 12 78。
1、首先设定一个分界值,这里选择第一个元素---25。在变量left中保存数组的最小序号0,在变量right中保存数组的最大序号6,在变量base中保存分界值25。
2、从数组右侧开始,逐个与分界值25比较,直到找到小于base的数据为止。这里,12 就比分界值25小。
3、将右侧比分界值小的数据,保存到 A[left](A[0])元素中。
4、从数组左侧开始,逐个与分界值25比较,直到找到大于等于base的数据为止。这里,数组最左侧的数据为12,比分界值小,将left自增1,再取A[left](A[1])的值为45,因45大于25,结束查找。
5、将左侧比分界值大的数保存到A[right]元素中。
6、将分界值保存到A[left]中。经过一轮比较和交换,base数据左侧的数都是比base值小的数,右侧都是比base值大的数。
7、接下来,通过递归调用,将left左侧的数据进行同样的排序,再将left右侧的数据进行同样的排序。
快速排序对冒泡排序进行了改进,因此具有更好的执行效率。平均时间复杂度是O(nlogn)。
Java 代码实现如下:(https://github.com/xbk417/algorithm)
1 public void sort(int[] arr) { 2 quickSort(arr, 0, arr.length - 1); 3 } 4 5 private static void quickSort(int[] arr, int left, int right){ 6 int t; 7 int ltemp = left; 8 int rtemp = right; 9 // 分界值 10 int fIndex = arr[(left + right)/ 2]; 11 while(ltemp < rtemp) { 12 // 从左侧开始查找比分界值大的数 13 while(arr[ltemp] < fIndex) { 14 // 元素小于分界值,继续查找 15 ++ltemp; 16 } 17 // 从右侧开始查找比分界值小的数 18 while(arr[rtemp] > fIndex) { 19 // 元素大于分界值,继续查找 20 --rtemp; 21 } 22 // 如果查到的比分界值大的数的下标小于等于比分界值小的数的下标,则进行交换 23 if(ltemp <= rtemp) { 24 t = arr[ltemp]; 25 arr[ltemp] = arr[rtemp]; 26 arr[rtemp] = t; 27 --rtemp; 28 ++ltemp; 29 } 30 if(ltemp == rtemp) { 31 ltemp++; 32 } 33 System.out.println( Arrays.toString(arr)); 34 if(left < rtemp) { 35 quickSort(arr, left, ltemp - 1); 36 } 37 if(ltemp < right) { 38 quickSort(arr, rtemp + 1, right); 39 } 40 } 41 }