排序--快速排序

1、什么是快速排序？

 

 

快速排序和冒泡排序都是采用交换法，与冒泡不同的是，快速排序还采用分治法：通过选定一个“基点（可随机选择）”，将小于基点的元素放在基点左侧，大于基点的放在右侧，然后用递归对基点两侧的元素再排序

2、快速排序的代码思路：

　　双边循环法：

• • 假定基点pivot是数组最左侧元素，设置两个指针left，right分别指向待排元素最左侧和最右侧
  • left开始向右移动，如果left指向的数大于基点，停止移动
  • right开始移动，如果right指向的数小于基点，停止移动　
  • arr[left]和arr[right]交换位置
  • 如果left==right，第一轮分治结束，将基点pivot与arr[left]交换位置，接下来进行左边和右边的分治

3、双边循环法代码实现：

//目标：排序数组内元素
 int[] arr={-9,78,0,23};

public static void quickSort(int[] arr,int startIndex,int endIndex) {
        if (startIndex>=endIndex){  //一般都是=的时候结束
            return;
        }

        int pivotIndex=singlePartition(arr,startIndex,endIndex);

        quickSort(arr,startIndex,pivotIndex-1);
        quickSort(arr,startIndex+1, endIndex);
    }

 public static int  partition(int[] arr,int startIndex,int endIndex){
        int pivot=arr[startIndex];  //假定的基点
        int left=startIndex;   //左边移动的指针
        int right=endIndex;  //右边移动的指针

        while (left!=right){   //左边不等于右边，说明还没有移动完
            while (left<right && arr[right]>=pivot){  //left<right是个限定，arr[right]>=pivot 是右边指针left指向的元素比基点大，左移，因为基点右边的本来就该比基点大，我们找的是右边开始小于基点的
                right--;
            }
            while (left<right && arr[left]<=pivot){  //寻找左边开始大于基点的，找不到就后移，直到找到跳出
                left++;
            }

            if (left<right){  //跳出后执行交换，这就把左边大的转移到了右边，右边小的转移到了左边
                int p=arr[left];
                arr[left]=arr[right];
                arr[right]=p;
            }
        }
        //当left==right时，交换left指向的元素和基点的位置
        arr[startIndex]=arr[left];
        arr[left]=pivot;
        return left;  //这里返回的left主要时为了确定左右递归时的结束位置和开始位置
    }

 4、单边循环法

　　4.1 代码思路：

• • 选择基准元素pivot，设置mark指针指向数列起始位置
  • 遍历的元素大于基准元素，继续向后遍历
  • 遍历元素小于基准元素，指针mark右移，将遍历元素和mark指向的元素交换位置
  • 遍历完数列后，基准元素和mark指向的元素交换位置，这就分成了两队（左边小于基准元素，右边大于基准元素）
  • 递归排序左边和右边的待排数列

　　4.2 代码实现

 public static int singlePartition(int[] arr,int startIndex,int endIndex){
        int pivot=arr[startIndex];    //设置基准元素
        int mark=startIndex;   //mark指针

        for (int i=startIndex+1;i<endIndex;i++){  //遍历基准元素后面的数列
            if (arr[i]<mark){    //如果当前元素大于基准元素，mark后移，并让mark指向的元素和当前元素交换位置
                mark++;  
                int p=arr[mark];
                arr[mark]=arr[i];
                arr[i]=p;
            }
        }
        //遍历完成，mark和基准元素交换位置
        arr[startIndex]=arr[mark];   
        arr[mark]= pivot;
        return mark;   
    }

5、快速排序时间复杂度

O(nlogn)