快速排序算法在Java中的实现

快速排序的原理:选择一个关键值作为基准值。比基准值小的都在左边序列(一般是无序的),比基准值大的都在右边(一般是无序的)。一般选择序列的第一个元素。

一次循环:从后往前比较,用基准值和最后一个值比较,如果比基准值小的交换位置,如果没有继续比较下一个,直到找到第一个比基准值小的值才交换。找到这个值之后,又从前往后开始比较,如果有比基准值大的,交换位置,如果没有继续比较下一个,直到找到第一个比基准值大的值才交换。直到从前往后的比较索引>从后往前比较的索引,结束第一次循环,此时,对于基准值来说,左右两边就是有序的了。

接着分别比较左右两边的序列,重复上述的循环。

public class FastSort{
	public static void main(String []args){
		System.out.println("Hello World");
		int[] a = {12,20,5,16,15,1,30,45,23,9};
		int start = 0;
		int end = a.length-1;
		sort(a,start,end);
		for (int i = 0; i<a.length; i++){
			System.out.println(a[i]);
		}
	}
	public void sort(int[] a,int low,int high){
		int start = low;
		int end = high;
		int key = a[low];
		while(end>start){
			//从后往前比较
			while(end>start&&a[end]>=key) //如果没有比关键值小的,比较下一个,直到有比关键值小的交换位置,然后又从前往后比较
			end--;
			if(a[end]<=key){
				int temp = a[end];
				a[end] = a[start];
				a[start] = temp;
			}
			//从前往后比较
			while(end>start&&a[start]<=key)//如果没有比关键值大的,比较下一个,直到有比关键值大的交换位置
			start++;
			if(a[start]>=key){
				int temp = a[start];
				a[start] = a[end];
				a[end] = temp;
			}
			//此时第一次循环比较结束,关键值的位置已经确定了。左边的值都比关键值小,右边的值都比关键值大,但是两边的顺序还有可能是不一样的,进行下面的递归调用
		}
		//递归
		if(start>low) sort(a,low,start-1);
		//左边序列。第一个索引位置到关键值索引-1
		if(end<high) sort(a,end+1,high);
		//右边序列。从关键值索引+1到最后一个
	}
}

上面最后一句不是基准值的意思是,不是直接用基准值交换,是用基准值所在的索引交换。

下面我们看看另一种实现方式。

一趟快速排序的过程如下

(1)先从序列中选取一个数作为基准数

(2)将比这个数大的数全部放到它的右边,把小于或者等于它的数全部放到它的左边

一趟快速排序也叫做Partion,即将序列划分为两部分,一部分比基准数小,另一部分比基准数大,然后

再进行分治过程,因为每一次Partion不一定都能保证划分得很均匀,所以最坏情况下的时间复杂度不能

保证总是为

对于Partion过程,通常有两种方法

(1)两个指针从首尾向中间扫描(双向扫描)

这种方法可以用挖坑填数来形容,比如

初始化:i=0;j=9;pivot=a[0];

现在a[0]保存到了变量pivot中了,相当于在数组a[0]处挖了个坑,那么可以将其它的数填到这里来。从j开始向前找一个小于或者等于pivot的数,即将a[8]填入a[0],但a[8]又形成了一个新坑,再从i开始向后找一个大于pivot的数,即a[3]填入a[8],那么a[3]又形成了一个新坑......

就这样,直到i==j才停止,最终得到结果如下

上述过程就是一趟快速排序。

/**
 * 功能描述: 快速排序,双向扫描
 *
 * @date 2017-09-12 10:17
 * @since V1.0.0
 */
public class QuickSort {
	public static void main(String[] args){
		Integer[] arr = {8, 2, 9, 1, 5, 10, 12, 3, 18, 6};
		System.out.println(Arrays.asList(arr));
		quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
		System.out.println(Arrays.asList(arr));
	}
	public static void quickSort(Integer[] arr, int left, int right) {
		if(left < right) {
			int partition = partition(arr, left, right);
			quickSort(arr, left, partition - 1);
			quickSort(arr, partition + 1, right);
		}
	}
	public static int partition(Integer[] arr, int left, int right) {
		Integer pivot = arr[left];
		int i = left, j = right;
		while (i < j) {
			while (arr[j] >= pivot && i < j) {
				j--;
			}
			arr[i] = arr[j];
			while (arr[i] <= pivot && i < j) {
				i++;
			}
			arr[j] = arr[i];
		}
		arr[i] = pivot;
		return i;
	}
}

总结

以上就是本文关于快速排序算法在Java中的实现的全部内容,希望对大家有所帮助。如有不足之处,欢迎留言指出。

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