快速排序--单边循环法

递归的精髓在于放弃！放弃你对于理解和跟踪递归全程的企图，只理解递归两层之间的交接，以及递归终结的条件。

快速排序和冒泡排序一样,也属于交换排序.和冒泡排序不同的是,快速排序在每一轮选中1个基准元素,并让其它比它大的元素移动到一边,比它小的移动到另一边,从而把数列拆解成两个部分.这种思路叫作分治法.

 

通过以上描述,快速排序实现分成2步:

1. 获取基准元素

2. 元素的交换

 

 基准元素的选择 

毫无疑问,最简单的方式就是选择数列的第1个元素作为基准元素.

 

 元素的交换 

元素的交换实现有两种方式:单边循环法和双边循环法.先记录单边循环法的思路.

举个例子,将一下数组,从小到大进行升序排序:

4, 7, 3, 5, 6, 2, 8, 1

一. 首先获取基准元素standardValue,同时设置一个mark指针指向数列起始位置,mark指针表示小于基准元素的区域边界.用以上数组来说:

standardValue=4, mark=0 

二. 然后,从基准元素的下一位(即7)开始遍历数组:

如果遍历到的元素大于基准元素,继续遍历;

如果遍历到的元素小于基准元素,需要完成:

1.将mark指针右移1位,因为小于基准元素的区域边界增大了1;

2.将最新遍历到的元素和mark指针指向的元素进行交换,因为最新遍历的元素属于小于基准元素standardValue的区域.

4, 3, 2, 1, 6, 7, 8, 5 

三. 最后,将基准元素和指针指向的元素交换,这一轮宣告结束,将看到的数组是这样:

1, 3, 2, 4, 6, 7, 8, 5 

实现了将数组中比基准元素4小的元素移动到了左边, 比基准元素4大的元素移动到了右边, 分成左右两个部分, 然后对左右两个部分继续一 二 三的步骤,也就是递归.

 

 单边循环法的实现 

package com.xgcd.lab.sort;

import java.util.Arrays;

/**
 * @description: 快速排序
 * @author: liangyadong
 * @date: 2021/6/29 23:24
 */
public class QuickSort {

    public static void quickSort(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
        // 递归结束条件
        if (startIndex >= endIndex) {
            return;
        }

        // 1.得到基准元素位置
        int standardIndex = partition(arr, startIndex, endIndex);

        // 2.根据基准元素,分成两个部分进行递归排序
        quickSort(arr, startIndex, standardIndex - 1);
        quickSort(arr, startIndex + 1, endIndex);

    }

    /**
     * 分治(单边循环法)
     *
     * @param arr        待交换的数组
     * @param startIndex 起始下标
     * @param endIndex   结束下标
     * @return 基准元素的位置
     */
    private static int partition(int[] arr, int startIndex, int endIndex) {
        // 取第一位元素作为基准元素
        int standardValue = arr[startIndex];
        // 指针指向数列的起始位置,mark代表小于基准元素的区域边界
        int mark = startIndex;

        // 遍历数组,如果遍历到的元素小于基准元素: 1. 2.
        for (int i = startIndex + 1; i <= endIndex; i++) {
            if (arr[i] < standardValue) {
                // 1.指针右移一位
                mark++;
                // 2.并将当前遍历到的元素和指针所指元素交换
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[mark];
                arr[mark] = temp;
            }
        }

        // 遍历结束,将基准元素和指针指向的元素交换,这一轮宣告结束
        arr[startIndex] = arr[mark];
        arr[mark] = standardValue;
        return mark;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{4, 7, 3, 5, 6, 2, 8, 1};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

 下集预告 

下篇记录一下快速排序的双边循环法.

 

作者：习惯沉淀，一直在路上的北漂码畜

 

原文

https://mp.weixin.qq.com/s/YUiTzISHdhCsBxkChXlUwg