Java学习--快速排序

        快速排序是一种高效的排序算法，根据使用环境，选择各种优化策略，使得其在大多数情况下都非常高效。其原理为选择一个元素为基准元素，这个基准元素可以是数组的第一个元素、最后一个元素，或是中间元素，甚至可以是任意一个元素， 然后根据这个基准元素，将待排序数组分成两部分。数组中小于基准元素放到基准元素的左边，大于基准元素则放到右边。然后通过递归，分别对左右两边重复这个过程。

        快速排序时间复杂度在最好的情况下是 O(nlogn)，而在最坏的情况下，即当数组是有序的或接近有序时，其时间复杂度是 O（n²），但其平均情况下也是 O(nlogn).

        虽然快速排序和冒泡排序一样是原地排序，不需要额外的存储空间，但其因为进行了递归运算，而递归运算的空间复杂度为O(logn),故快速排序的空间复杂度为O(logn)。

        其代码如下：

import java.util.Arrays; // 添加Arrays类，用于输出数组内的全部内容

public class Test {
    
    public static void Sort(int[] arr, int left, int right) {   
        if (left < right) {  // 递归结束条件：left >= right
            int sign = select(arr, left, right);// 找到基准元素的位置
            Sort(arr, left, sign - 1);// 递归排序基准左边的部分
            Sort(arr, sign + 1, right);// 递归排序基准右边的部分
        }
    }

    // 返回基准元素的正确位置
    public static int select(int[] arr, int left, int right) {
        int sign = arr[right];        // 选择基准元素，这里选择数组的最后一个元素作为基准
        int i = left - 1;  // i 表示比基准元素小的元素的最后一个位置
        // 遍历数组，将小于基准的元素放到左边，大于基准的元素放到右边
        for (int j = left; j < right; j++) {
            if (arr[j] <= sign) {
                i++;
                // 交换 arr[i] 和 arr[j]
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
        // 将基准元素放到它的正确位置，交换 arr[i + 1] 和 arr[right]
        int temp = arr[i + 1];
        arr[i + 1] = arr[right];
        arr[right] = temp;

        // 返回基准元素的索引
        return i + 1;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {64, 25, 12, 22, 11,37,96,81,34, 78, 68, 25,27};  // 待排序的数组
        
        System.out.println("排序前的数组:");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));  
        
        // 调用排序方法进行排序
        Sort(arr, 0, arr.length - 1);
        
        System.out.println("排序后的数组:");
        System.out.println(Arrays.toString(arr));  
    }
}

运行结果