算法与数据结构——快速排序（2）

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#算法 #数据结构 #java

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本文介绍了一种适用于多种场景的快速排序算法实现，包括随机数组、有序数组和元素完全相同的数组等，并通过实验对比了不同情况下排序性能。

public class QuickSortTwo {

    private QuickSortTwo() {
    }

    public static <E extends Comparable<E>> void sort(E[] arr) {
        Random random = new Random();
        sort(arr, 0, arr.length - 1, random);
    }

    private static <E extends Comparable<E>> void sort(E[] arr, int l, int r, Random random) {
        if (l >= r) {
            return;
        }
        int p = partition(arr, l, r, random);
        sort(arr, l, p - 1, random);
        sort(arr, p + 1, r, random);
    }

    private static <E extends Comparable<E>> int partition(E[] arr, int l, int r, Random random) {
        int p = l + random.nextInt(r - l + 1);
        swap(arr, l, p);

        int i = l + 1,j = r;
        while(true){
            while(i <= j && arr[i].compareTo(arr[l]) < 0){
                i++;
            }
            while(j >= i && arr[j].compareTo(arr[l]) > 0){
                j--;
            }
            if(i >= j){
                break;
            }
            swap(arr,i,j);
            i++;
            j--;
        }
        swap(arr,l,j);
        return j;
    }

    private static <E extends Comparable<E>> void swap(E[] arr, int i, int j) {
        E temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int n = 100000;
        Integer[] arr = ArrayGeneratorUtil.generateRandomArray(n,n);
        Integer[] arr2 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        System.out.println("Random Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        System.out.println();

        arr = ArrayGeneratorUtil.generateOrderedArray(n);
        arr2 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);

        System.out.println("Order Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        System.out.println();

        arr = ArrayGeneratorUtil.generateRandomArray(n,1);
        arr2 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);

        System.out.println("Same Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        System.out.println();
    }
}

备注：通用版快速排序，适合所有场景

① 随机生成的数组 ② 有序数组 ③ 数组元素都相同的数组