快速排序

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本文详细介绍了快速排序算法的基本思想及其实现方法，提供了两种不同的partition函数实现，并附带完整的代码示例。

快速排序的基本思想是:通过一趟排序将待排记录分割成两个独立的部门,其中一部门记录的关键字均比另一部分记录的关键字要小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,已达到整个序列有序的目的.

整个排序最核心的部分就是:如何通过一趟排序将待排记录分割成两个独立的部门,这个功能由partition函数实现:partition函数要做的就是,先选取一个关键字(这个关键字的选取很有讲究,直接关心到快速排序的效率),然后想办法把它放到一个合适的位置,使得它左边的数都比它小,而右边的数都比它大.我们称这样的关键字为枢轴.

partition的两种实现如下:

实现一:

public static int partition(int[] data, int start, int end){
		int temp = data[start]; // 把第一个数作为基准数
		int low = start; 
		int high = end;
		while(low < high){
			while(low<high && data[high]>=temp){
				high--;
			}
			swap(data, high, low);
			while(low<high && data[low]<=temp){
				low++;
			}
			swap(data, low, high);
		}
		return low;
	}

实现二:

public static int partition(int[] data, int start, int end){
		int index = start;
		int small = index -1;
		swap(data, index, end);
		for(int i=start; i<end; i++){
			if(data[i] <= data[end]){
				small++;
				if(small != i){
					swap(data, small, i);
				}
			}
		}
		small++;
		swap(data, small, end);
		return small;
	}

两种方法的完整版本如下:

实现一:

package cn.ccnu.sort;

public class QuickTwo {
	public static void quickSort(int[] data, int start, int end){
		if(data == null){
			throw new RuntimeException("input error");
		}
		if(start < end){
			int index = partition(data, start, end);
			quickSort(data, start, index-1);
			quickSort(data, index+1, end);
		}
	}
	
	public static int partition(int[] data, int start, int end){
		int temp = data[start]; // 把第一个数作为基准数
		int low = start; 
		int high = end;
		while(low < high){
			while(low<high && data[high]>=temp){
				high--;
			}
			swap(data, high, low);
			while(low<high && data[low]<=temp){
				low++;
			}
			swap(data, low, high);
		}
		return low;
	}

	
	private static void swap(int[] data, int a, int b) {
		int temp = data[a];
		data[a] = data[b];
		data[b] = temp;
	}

	public static void main(String[] args) {
		int[] data = {10, 3, 12, 5, 4, 9, 5, 7, 6};
		int start = 0;
		int end = data.length-1;
		quickSort(data, start, end);
		for (int i : data) {
			System.out.print(i + "  ");
		}
	}
}

实现二:

package cn.ccnu.sort;

public class Quick {
	public static void quickSort(int[] data, int start, int end){
		if(data == null){
			throw new RuntimeException("input error");
		}
		if(start < end){
			int index = partition(data, start, end);
			quickSort(data, start, index-1);
			quickSort(data, index+1, end);
		}
	}
	
	public static int partition(int[] data, int start, int end){
		int index = start;
		int small = index -1;
		swap(data, index, end);
		for(int i=start; i<end; i++){
			if(data[i] <= data[end]){
				small++;
				if(small != i){
					swap(data, small, i);
				}
			}
		}
		small++;
		swap(data, small, end);
		return small;
	}
	
	private static void swap(int[] data, int a, int b){
		int temp = data[a];
		data[a] = data[b];
		data[b] = temp;
	}
	
	public static void main(String[] args) {
		int[] data = {10, 3, 12, 5, 4, 9, 4, 7, 4};
		int start = 0;
		int end = data.length-1;
		quickSort(data, start, end);
		for (int i : data) {
			System.out.print(i + "  ");
		}
	}
}