一步步学习数据结构和算法之快速排序效率分析及java实现

快速排序效率分析及java实现：

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1. public class QuickSort {  
2.  /** 
3.   * 快速排序原理：在序列中找到基准元素，大于基准元素的放在右边，小于基准元素的放在左边，然后对基准元素两边再次进行排序 
4.   * 快速排序是内部排序中最好的一个，平均情况下其效率为O(nlogn)，由于其采用递归方式，递归次数取决于递归树的高度log2n,因此其占用的空间为O(log2n) 
5.   * 对于快速排序的优化： 
6.   * 第一种方式：如果递归树两边的元素数量均等，那么递归时分配的栈占用的内存空间最小，因此可以适当优化选取的基准元素，取前端、中间点和尾端的中间值 
7.   * 第二种方式：如果基准元素两边的元素数量小于等于7时采用直接插入排序，或者如果基准元素两边的元素小于某个值时，返回，最终对序列进行一次直接插入排序 
8.   * 元素交换次数： 
9.   * 最好情况： 
10.   * 最坏情况：如果元素逆序，那么递归的次数为n次，占用的存储空间为O(n)，所需比较的次数为n(n-1)/2,效率低于直接插入排序 
11.   * 空间占用情况： 
12.   * @param array 
13.   * @return 
14.   */  
15.  public int[] quickSort(int[] array,int left,int right)  
16.  {  
17.   if(right>left)  
18.   {  
19.    int pivotPos = partition(array,left,right);//获得基准下标  
20.    quickSort(array,left,pivotPos-1); //对基准左边元素排序  
21.    quickSort(array,pivotPos+1,right);//对基准右边元素排序  
22.   }  
23.   return array;  
24.  }  
25.    
26.  /** 
27.   * 获得基准下标 
28.   * @param array 
29.   * @param left 
30.   * @param right 
31.   * @return 
32.   */  
33.  private int partition(int[] array,int left,int right)  
34.  {  
35.   int pivot = array[left];//设置基准元素  
36.   int pivotPos = left;//基准元素下标  
37.   for(int i=left+1;i<=right;i++)  
38.   {  
39.    System.out.println("基准元素："+pivot);  
40.    if(pivot>array[i])  
41.    {  
42.     pivotPos++;  
43.     if(i!=pivotPos)  
44.     {  
45.      swap(array,pivotPos,i);//交换两个元素位置  
46.     }  
47.    }  
48.   }  
49.   array[left] = array[pivotPos];  
50.   array[pivotPos] = pivot;  
51.   return pivotPos;  
52.  }  
53.  /** 
54.   * 交换两个元素位置 
55.   * @param array 
56.   * @param pivotPos 
57.   * @param i 
58.   */  
59.  private void swap(int[] array,int pivotPos,int i)  
60.  {  
61.   int temp = array[pivotPos];  
62.   array[pivotPos] = array[i];  
63.   array[i] = temp;  
64.  }  
65.    
66.  /*** 
67.   * 打印排序结果 
68.   */  
69.  public void print(int[] array )  
70.  {  
71.   for(int i=0;i<array.length;i++)  
72.   {  
73.    System.out.print(array[i]+",");  
74.   }  
75.  }  
76.  public static void main(String[] args) {  
77.   int[] array = {1,5,9,3,4,18,7,6};  
78.   QuickSort qs = new QuickSort();  
79.   qs.print(qs.quickSort(array, 0, array.length-1));  
80.  }  
81. }