基于Java实现的快速排序

  快速排序是一种排序执行效率很高的排序算法,它利用分治法来对待排序序列进行分治排序,它的思想主要是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中的一部分比关键字小,后面一部分比关键字大,然后再对这前后的两部分分别采用这种方式进行排序,通过递归的运算最终达到整个序列有序,下面我们简单进行阐述。

  我们从一个数组来逐步逐步说明快速排序的方法和思路。

  假设我们对数组{7, 1, 3, 5, 13, 9, 3, 6, 11}进行快速排序。首先在这个序列中找一个数作为基准数,为了方便可以取第一个数。遍历数组,将小于基准数的放置于基准数左边,大于基准数的放置于基准数右边。此时得到类似于这种排序的数组{3, 1, 3, 5, 6, 7, 9, 13, 11}。在初始状态下7是第一个位置,现在需要把7挪到中间的某个位置k,也即k位置是两边数的分界点。那如何做到把小于和大于基准数7的值分别放置于两边呢,我们采用双指针法,从数组的两端分别进行比对。先从最右位置往左开始找直到找到一个小于基准数的值,记录下该值的位置(记作 i)。再从最左位置往右找直到找到一个大于基准数的值,记录下该值的位置(记作 j)。如果位置i<j,则交换i和j两个位置上的值,然后继续从(j-1)的位置往前和(i+1)的位置往后重复上面比对基准数然后交换的步骤。如果执行到i==j,表示本次比对已经结束,将最后i的位置的值与基准数做交换,此时基准数就找到了临界点的位置k,位置k两边的数组都比当前位置k上的基准值或都更小或都更大。上一次的基准值7已经把数组分为了两半,基准值7算是已归位(找到排序后的位置)。通过相同的排序思想,分别对7两边的数组进行快速排序,左边对[left, k-1]子数组排序,右边则是[k+1, right]子数组排序。利用递归算法,对分治后的子数组进行排序。

  快速排序之所以比较快,是因为相比冒泡排序,每次的交换都是跳跃式的,每次设置一个基准值,将小于基准值的都交换到左边,大于基准值的都交换到右边,这样不会像冒泡一样每次都只交换相邻的两个数,因此比较和交换的此数都变少了,速度自然更高。当然,也有可能出现最坏的情况,就是仍可能相邻的两个数进行交换。

  快速排序基于分治思想,它的时间平均复杂度很容易计算得到为O(NlogN)。

  1 /**

  2 * 快速排序

  3 * @param array

  4 */

  5 public static void quickSort(int[] array) {

  6 int len;

  7 if(array==null

  8 || (len=array.length)==0

  9 || len==1) {

  10 return ;

  11 }

  12 sort(array, 0, len - 1);

  13 }

  14

  15 /**

  16 * 快排核心算法,递归实现

  17 * @param array

  18 * @param left

  19 * @param right

  20 */

  21 public static void sort(int[] array, int left, int right) {

  22 if(left > right) {

  23 return;

  24 }

  25 // base中存放基准数

  26 int base=array[left];

  27 int i=left, j=right;

  28 while(i !=j) {

  29 // 顺序很重要,先从右边开始往左找,直到找到比base值小的数

  30 while(array[j] >=base && i < j) {

  31 j--;

  32 }

  33

  34 // 再从左往右边找,直到找到比base值大的数

  35 while(array[i] <=base && i < j) {

  36 i++;

  37 }

  38

  39 // 上面的循环结束表示找到了位置或者(i>=j)了,交换两个数在数组中的位置

  40 if(i < j) {

  41 int tmp=array[i];

  42 array[i]=array[j];

  43 array[j]=tmp;

  44 }

  45 }

  46

  47 // 将基准数放到中间的位置(基准数归位)

  48 array[left]=array[i];

  49 array[i]=base;

  50

  51 // 递归,继续向基准的左右两边执行和上面同样的操作

  52 // i的索引处为上面已确定好的基准值的位置,无需再处理

  53 sort(array, left, i - 1);

  54 sort(array, i + 1, right);

  55 }

posted @ 2022-09-03 14:27  ebuybay  阅读(1030)  评论(0编辑  收藏  举报