quickSort 快速排序

最新推荐文章于 2018-08-14 14:19:50 发布

xingyze

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分类专栏：算法文章标签： quickSort Java 排序

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本文详细介绍了快速排序算法的基本思想和实现步骤，包括如何选取基准值、分区操作的具体流程，并通过示例展示了整个排序过程。此外，还探讨了算法的时间复杂度问题。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

快排的基本思想：

选定一个基准值，把所有小于基准值的元素移动到基准值前面，大于基准值的元素移动到基准值后面。我们把这个过程称为“分区”，分区完成后，基准值在数组的位置就不需要改变了，对分好的两个区域继续进行“分区”，直到分区大小为1。
图片来自wiki
图片来自维基百科

1、对待排序的数组进行划分

下面举例说明划分的流程：

1.1、 首先把数组第0个元素前面的位置（-1）作为“小于区域”，数组最后一个元素作为划分的基准值（暂时让这个基准值位于“大于区域”

1.2、从0开始遍历数组，当前值如果小于基准值，则“小于区域”+ 1， 如果大于基准值，则当前值与“大于区域”的前一个元素交换，“大于区域+ 1”，如果等于基准值则什么都不做，下标加1，如此重复，直至下标与“大于区域”的边界相遇。

1.3 把数组最后一个元素与大于区域的第1个元素交换，便可以得到划分好的三个区域（小于、等于、大于）

1.4返回等于区域的左右边界

这里写图片描述

2、对划分好的“小于区域”与“大于区域”继续执行划分，直至不能再划分，则数组顺序排好了。

package com.yuan.sort;

public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] test;
        int maxSize = 20;
        int maxValue = 50;
        test = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
        printArray(test);
        quickSort(test);
        printArray(test);
    }

    private static void quickSort(int[] arr) {
       if (arr == null || arr.length < 2)
           return;
       quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    private static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        if (left < right) {
            swap(arr, left + (int)(Math.random() * (right - left + 1)), right);     //随机快排
            int[] p = partition(arr, left, right);
            quickSort(arr, left, p[0] - 1);
            quickSort(arr, p[1] + 1, right);
        }
    }

    private static int[] partition(int[] arr, int left, int right) {
        int less = left - 1;
        int more = right;
        while (left < more) {
            if (arr[left] < arr[right])
                swap(arr, ++less, left++);
            else if (arr[left] > arr[right])
                swap(arr, --more, left);
            else
                left++;
        }
        swap(arr, left, right);
        return new int[]{less + 1, more};   //返回等于区域的左右边界。
    }

    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = tmp;
    }

    private static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[maxSize];//[(int)((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < maxSize; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    private static void printArray(int[] arr) {
        for (int prime : arr) {
            System.out.print(prime + " ");
        }
        System.out.println();
    }
}