快速排序(Quicktsort)之Java实现

目录(?)[+]

快速排序算法介绍

快速排序和归并排序都使用分治法来设计算法，区别在于归并排序把数组分为两个基本等长的子数组，分别排好序之后还要进行归并(Merge)操作，而快速排序拆分子数组的时候显得更有艺术，取一个基准元素，拆分之后基准元素左边的元素都比基准元素小，右边的元素都不小于基准元素，这样只需要分别对两个子数组排序即可，不再像归并排序一样需要归并操作。基准元素的选取对算法的效率影响很大，最好的情况是两个子数组大小基本相当。为简单起见，我们选择最后一个元素，更高级的做法可以先找一个中位数并把中位数与最后一个元素交换，之后再进行相同的操作步骤。拆分是快速排序的核心。快速排序的最坏运行时间是O(n²)，但期望的运行时间是O(nlgⁿ)。

快速排序算法Java实现

1. 把数组拆分为两个子数组加上一个基准元素: 选取最后一个元素作为基准元素，index变量记录最近一个小于基准元素的元素所在的位置，初始化为start- 1，发现新的小于基准元素的元素，index加1。从第一个元素到倒数第二个元素，依次与基准元素比较，小于基准元素，index加1，交换位置index和当前位置的元素。循环结束之后index+1得到基准元素应该在的位置，交换index+1和最后一个元素。
2. 分别排序[start, index], 和[index+2, end]两个子数组

如《插入排序(Insertsort)之Java实现》一样，先实现一个数组工具类。代码如下:

[java] view plain copy

1. publicclassArrayUtils{
3. publicstaticvoidprintArray(int[]array){
4. System.out.print("{");
5. for(inti=0;i<array.length;i++){
6. System.out.print(array[i]);
7. if(i<array.length-1){
8. System.out.print(",");
9. }
10. }
11. System.out.println("}");
12. }
14. publicstaticvoidexchangeElements(int[]array,intindex1,intindex2){
15. inttemp=array[index1];
16. array[index1]=array[index2];
17. array[index2]=temp;
18. }
19. }

快速排序的Java实现以及测试代码如下:

[java] view plain copy

1. publicclassQuickSort{
3. publicstaticvoidmain(String[]args){
4. int[]array={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,-1,-2,-3};
6. System.out.println("Beforesort:");
7. ArrayUtils.printArray(array);
9. quickSort(array);
11. System.out.println("Aftersort:");
12. ArrayUtils.printArray(array);
13. }
15. publicstaticvoidquickSort(int[]array){
16. subQuickSort(array,0,array.length-1);
17. }
19. privatestaticvoidsubQuickSort(int[]array,intstart,intend){
20. if(array==null||(end-start+1)<2){
21. return;
22. }
24. intpart=partition(array,start,end);
26. if(part==start){
27. subQuickSort(array,part+1,end);
28. }elseif(part==end){
29. subQuickSort(array,start,part-1);
30. }else{
31. subQuickSort(array,start,part-1);
32. subQuickSort(array,part+1,end);
33. }
34. }
36. privatestaticintpartition(int[]array,intstart,intend){
37. intvalue=array[end];
38. intindex=start-1;
40. for(inti=start;i<end;i++){
41. if(array[i]<value){
42. index++;
43. if(index!=i){
44. ArrayUtils.exchangeElements(array,index,i);
45. }
46. }
47. }
49. if((index+1)!=end){
50. ArrayUtils.exchangeElements(array,index+1,end);
51. }
53. returnindex+1;
54. }
55. }
    

快速排序算法介绍

快速排序和归并排序都使用分治法来设计算法，区别在于归并排序把数组分为两个基本等长的子数组，分别排好序之后还要进行归并(Merge)操作，而快速排序拆分子数组的时候显得更有艺术，取一个基准元素，拆分之后基准元素左边的元素都比基准元素小，右边的元素都不小于基准元素，这样只需要分别对两个子数组排序即可，不再像归并排序一样需要归并操作。基准元素的选取对算法的效率影响很大，最好的情况是两个子数组大小基本相当。为简单起见，我们选择最后一个元素，更高级的做法可以先找一个中位数并把中位数与最后一个元素交换，之后再进行相同的操作步骤。拆分是快速排序的核心。快速排序的最坏运行时间是O(n²)，但期望的运行时间是O(nlgⁿ)。

快速排序算法Java实现

1. 把数组拆分为两个子数组加上一个基准元素: 选取最后一个元素作为基准元素，index变量记录最近一个小于基准元素的元素所在的位置，初始化为start- 1，发现新的小于基准元素的元素，index加1。从第一个元素到倒数第二个元素，依次与基准元素比较，小于基准元素，index加1，交换位置index和当前位置的元素。循环结束之后index+1得到基准元素应该在的位置，交换index+1和最后一个元素。
2. 分别排序[start, index], 和[index+2, end]两个子数组

如《插入排序(Insertsort)之Java实现》一样，先实现一个数组工具类。代码如下:

[java] view plain copy

1. publicclassArrayUtils{
3. publicstaticvoidprintArray(int[]array){
4. System.out.print("{");
5. for(inti=0;i<array.length;i++){
6. System.out.print(array[i]);
7. if(i<array.length-1){
8. System.out.print(",");
9. }
10. }
11. System.out.println("}");
12. }
14. publicstaticvoidexchangeElements(int[]array,intindex1,intindex2){
15. inttemp=array[index1];
16. array[index1]=array[index2];
17. array[index2]=temp;
18. }
19. }

快速排序的Java实现以及测试代码如下:

[java] view plain copy

1. publicclassQuickSort{
3. publicstaticvoidmain(String[]args){
4. int[]array={9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,-1,-2,-3};
6. System.out.println("Beforesort:");
7. ArrayUtils.printArray(array);
9. quickSort(array);
11. System.out.println("Aftersort:");
12. ArrayUtils.printArray(array);
13. }
15. publicstaticvoidquickSort(int[]array){
16. subQuickSort(array,0,array.length-1);
17. }
19. privatestaticvoidsubQuickSort(int[]array,intstart,intend){
20. if(array==null||(end-start+1)<2){
21. return;
22. }
24. intpart=partition(array,start,end);
26. if(part==start){
27. subQuickSort(array,part+1,end);
28. }elseif(part==end){
29. subQuickSort(array,start,part-1);
30. }else{
31. subQuickSort(array,start,part-1);
32. subQuickSort(array,part+1,end);
33. }
34. }
36. privatestaticintpartition(int[]array,intstart,intend){
37. intvalue=array[end];
38. intindex=start-1;
40. for(inti=start;i<end;i++){
41. if(array[i]<value){
42. index++;
43. if(index!=i){
44. ArrayUtils.exchangeElements(array,index,i);
45. }
46. }
47. }
49. if((index+1)!=end){
50. ArrayUtils.exchangeElements(array,index+1,end);
51. }
53. returnindex+1;
54. }
55. }