算法与数据结构——快速排序（3）-优快云博客

该博客介绍了一个优化版的快速排序算法——三向切分快速排序。此算法在处理包含大量重复元素的数组时能提高排序效率。在随机数组、有序数组和全相同数组三种场景下进行了性能测试，验证了其在处理重复元素时的优越性。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

public class QuickSortThree {

    private QuickSortThree() {
    }

    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 = l + random.nextInt(r - l + 1);
        swap(arr, l, p);

        // arr[l + 1,lt] < v ,arr[lt + 1,i - 1] == v,arr[gt,r] > v
        int lt = l,i = l + 1,gt = r + 1;
        while(i < gt){
            if(arr[i].compareTo(arr[l]) < 0){
                lt++;
                swap(arr,i,lt);
                i++;
            }else if(arr[i].compareTo(arr[l]) > 0){
                gt--;
                swap(arr,i,gt);
            }else{
                i++;
            }
        }
        swap(arr,l,lt);
        // arr[l,lt - 1] < v , arr[lt,gt - 1] == v , arr[gt,r] > v
        sort(arr,l,lt-1,random);
        sort(arr,gt,r,random);
    }


    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);
        Integer[] arr3 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        System.out.println("Random Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        SortHelper.sortTest(arr3,"QuickSortThree");
        System.out.println();

        arr = ArrayGeneratorUtil.generateOrderedArray(n);
        arr2 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        arr3 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);

        System.out.println("Order Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        SortHelper.sortTest(arr3,"QuickSortThree");
        System.out.println();

        arr = ArrayGeneratorUtil.generateRandomArray(n,1);
        arr2 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);
        arr3 = Arrays.copyOf(arr,arr.length);

        System.out.println("Same Array");
        SortHelper.sortTest(arr,"QuickSort");
        SortHelper.sortTest(arr2,"QuickSortTwo");
        SortHelper.sortTest(arr3,"QuickSortThree");
        System.out.println();
    }
}