快速排序算法实现

最新推荐文章于 2025-06-06 13:55:03 发布

大音希声_

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本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_42339210/article/details/105111166

本文介绍了快速排序算法，这是一种采用分治法的排序算法。文章详细讲解了递归实现快速排序的双边循环法和单边循环法，以及非递归方式实现快速排序的思路。在基准元素的选择上，提出了随机选取以避免最坏情况的影响。

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一、什么是快速排序

快速排序采用分治法的思路，对数组排序时每一轮挑选一个基准元素，然后将比基准元素大的移到数组的右边，比基准元素小的移到数组的左边，从而将数组一分为二，然后对一分为二的两部分再分别采用前面的思路，一直到整个数组有序。

二、递归实现快速排序

快速排序算法既可以使用递归的方式实现，也可以使用非递归的方式实现。由上面的定义可知，快速排序实现主要在于元素位置的交换，对于元素位置的交换有两种方法，一种是双边循环法，另一种是单边循环法。

1、双边循环法

首先选定基准元素pivot，然后设置两个指针left和right，分别指向数列的最左和最右两个元素。如下所示：
在这里插入图片描述
实现步骤：

从right指针开始，用right指针指向的元素与基准元素进行比较，如果大于等于pivot，则right指针向左移动；如果小于pivot，则right指针停止移动，切换到left指针；
用left指针指向的元素与基准元素作比较，如果小于等于pivot，则指针向右移动；如果大于pivot，则指针停止移动；
让left和right指针所指向的元素进行交换。
重复以上步骤，直到left=right。

具体的代码实现：

	/**
     * 递归实现快速排序
     * @param arr   待排序的数组
     * @param startIndex    数组的起始下标
     * @param endIndex      数组的结束下标
     */
    public static void quickSort(int[] arr,int startIndex,int endIndex){
   
   

        //递归结束条件：startIndex大于或等于endIndex
        if(startIndex>=endIndex){
   
   
            return;
        }

        //得到基准元素位置
        int pivotIndex=partition(arr,startIndex,endIndex);
        //根据基准元素，分成两部分进行递归排序
        quickSort(arr,startIndex,pivotIndex-1);
        quickSort(arr,pivotIndex+1,endIndex);
    }

    /**
     * 分治（双边循环法）
     * @param array   待交换的数组
     * @param startIndex    开始下标
     * @param endIndex  结束下标
     * @return
     */
    private static int partition(int[] array, int startIndex, int endIndex) {
   
   

        //取第1个位置（也可以选择随机位置）的元素作为基准元素
        int pivot=array[startIndex];
        int left=startIndex;
        int right=endIndex;

        while (left!=right){
   
   

            //控制right指针比较并左移
            while (left<right&&array[right]>pivot){
   
   
                right--;
            }
            //控制left指针比较并右移
            while (left<ri