分区相连的快速排序产生死循环的分析

最新推荐文章于 2023-08-26 21:42:27 发布

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#快速排序 #quicksort #算法

本文分析了分区相连的快速排序中可能导致死循环的错误实现，并提供了修正后的正确实现方法，强调了在分区过程中防止左或右分区为空的重要性。正确实现的关键在于确保返回值只能是分区元素的索引，避免总是将较小或较大元素放在同一侧导致的死循环问题。

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分区相连的快速排序指的是，Partition后的两个分区是相连的，在这种分区方式中，partition后数组被分为连续的左右两段，再递归地进行排序，这两段需要保证以下关系成立：

partition[left...partitionIndex] <= partition[partitionIndex + 1, right]

由于这两半分区是相连的，所以当左边或者右边的分区是空的时候，就会进入死循环，例如下面这种实现：

1 一种导致死循环的错误实现

public static void quickSort(int[] a, int left, int right) {
   
   
    if (right <= left) {
   
   
        return;
    }

    int pivotIndex = left + new Random().nextInt(right - left);
    int divideIndex = partition(a, left, right, pivotIndex);
    assert divideIndex != left - 1 : "Error: a[left...divideIndex] is empty";
    assert divideIndex != right : "Error: a[divideIndex + 1...right] is empty";
    quickSort(a, left, divideIndex);
    quickSort(a, divideIndex + 1, right);
}

private static int partition(int[] a, int left, int right, int pivotIndex) {
   
   
    int pivotValue = a[pivotIndex];
    int i = left, j = right;
    while (i <= j