1. 原理以及实现说明
快速排序的原理其实很简单。
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首先有一串数组
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然后我们在数组内选一个数记为x,可以是第一个,最后一个,哪个都行,然后记录下来,就以取到最后一个元素为例吧。
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(em,本来应该是随机取的,但是随机取的话,代码设计就有点麻烦,会碰到诸如角标越界,死循环之类的问题,这里就不做过多分析,有兴趣的小伙伴可以试试。)
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然后呢,这个数组以x为界限分为前后两部分
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然后对这前后两个部分的元素分别给指针进行遍历,注意一下遍历的方向,两个指针都往中间(也就是x)那边靠。
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然后给个循环,让这两个部分每个元素同时与x进行大小比较,以从小到大排序为例的话,就是:
如果前面部分的遍历到的元素比x大,指针i就暂时停下来
后面部分如果遍历到比x小的,指针j也暂时停下来
然后比较两个指针的位置,
如果指针i在指针j的前面的话就交换两个指针指向的元素,然后两个指针继续刚才的比较操作
如果指针i在指针j的后面的话就停止整个遍历。
如此,就能保证在x左边的元素都比x小,在x的右边的元素都比x大。
然后不断递归上面的操作就行了。
附上代码如下:
package com.zero;
import java.io.BufferedReader;
import java.io.IOException;
import java.io.InputStreamReader;
import static java.lang.System.exit;
public class QuickSort {
public static void main(String[] args) throws IOException {
BufferedReader bufferedReader = new BufferedReader(new InputStreamReader(System.in));
int n = Integer.valueOf(bufferedReader.readLine());
String[] arr = bufferedReader.readLine().split(" ");
if (n!=arr.length){
System.out.println("输入错误");
exit(0);
}
int[] arr2 = new int[n];
for (int i = 0;i<n;i++){
arr2[i] = Integer.valueOf(arr[i]);
}
fast_sort(arr2, 0, n-1);
for (int i = 0;i<n;i++){
System.out.print(arr2[i]+" ");
}
}
private static void fast_sort(int[] arr2, int l, int r) {
if (l>=r) return; //注意这里要取等,如果不取等下面会死循环
int x = arr2[r];
int i = l-1; //这里-1和下面+1的目的是防止数组中出现相同的值的情况导致下面出现死循环
int j = r+1;
while(i<j) {
do { i++; } while (arr2[i] < x);//注意这里不能取到等,如果取等会越界
do {j--;} while (arr2[j] > x);//注意这里不能取到等,如果取等会越界
if (i<j)
swap(arr2,i,j);
}
fast_sort(arr2,l,i-1);
fast_sort(arr2,i,r);
}
private static void swap(int[] arr2, int i, int j) {
int emp = arr2[i];
arr2[i] = arr2[j];
arr2[j] = emp;
}
}
这里还是稍微解释一下为什么while那里不能取等,我相信有很多小可爱和我一样(猪头(~ ̄(OO) ̄)ブ保命),因为很常见的想法是指针指到的元素既然和x一样大就没有必要参与后面的交换了,索性让指针往后面走,可能会这么想。
但是实际上忽略了一种情况,这里还是直接上例子吧:
假设在i之前的元素全都是比x小的,此时指针i在x前面的一个位置找到了比x大的元素,这个时候i指针停了下来,
并且x后面的元素全部都是比x大的,这个时候j指针一路正常一路指到了x,然后让x和x比较,相等,(由于取等继续走)继续指,指到i,发现比x大,然后继续,指到了i前面的元素终于发现比x小的了,
然后比较i和j,发现j在i的前面,所以不交换位置,
这个时候我们注意到,无论循环递归多少次,这个在x前面的比x大的元素无论如何都换不到x的后面,所以会出现死循环。
简单的来说就是取等的目的是保证能够正常交换。