快速排序


快速排序的基本步骤:

  1. 找出一个基准数(一般选数组第一位即可)
  2. 将数组中比基准数大的数移动到它右边
  3. 将数组中比基准数小的数移动到它左边
  4. 以基准数为界,左右两边的子数组递归执行上述步骤

举一个简单的例子(使用_表示一个空位):

  1. 假设数组有[4,7,2,3],取第一个元素4为基准数,腾出一个空位:[_,7,2,3]
  2. 指针j从右往左遍历,发现3比基准数4小,于是把3移动到空位上:[3,7,2,_]
  3. 指针i从左往右遍历,发现7比基准数4大,于是把7移动到空位上:[3,_,2,7]
  4. 指针j从右往左遍历,发现2比基准数4小,于是把2移动到空位上:[3,2,_,7]
  5. 指针j继续移动,发现i等于j,于是第一轮遍历结束,把基准数4移动空位上:[3,2,4,7]
  6. 此时,比基准数4小的数都跑到左边,比4大的数都跑到了右边
  7. 以基准数4为界,将数组拆分两个子数组[2,3][7],两个子数组递归执行上述步骤

再举个例子:

代码示例如下:

public class Quick {

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {3, 44, 38, 5, 27, 15, 36};
        quickSort(array);
        printArray(array);
    }

    public static void quickSort(int[] array) {
        sort(array, 0, array.length - 1);
    }

    private static void sort(int[] array, int i, int j) {
        if (i >= j) {
            return;
        }
        int start = i;
        int end = j;
        // 默认取序列第一位作为基准数
        int pivot = array[i];
        while (i < j) {
            // 从右向左遍历
            //跳过比pivot大的数,找到比pivot小的数
            while (i < j && array[j] > pivot) {
                j--;
            }
            if (i < j) {
                array[i++] = array[j];
            }

            // 从左向右遍历
            //跳过比pivot小的数,找到比pivot大的数
            while (i < j && array[i] < pivot) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                array[j++] = array[i];
            }
        }
        // 最后,将pivot填入空位
        array[i] = pivot;

        // 左右两边的子序列分别重复上述步骤
        sort(array, start, i - 1);
        sort(array, i + 1, end);
    }


    public static void printArray(int[] array) {
        for (int i = 0; i < array.length; i++) {
            System.out.print(array[i] + " ");
        }
    }
}

随机快速排序

上面的例子,基准数都是直接取数列的第一个,将容易导致有些递归是没有意义的。例如下图所示的快速排序第二轮,左边数组长度为1,继续往后递归是没有意义的。

因此我们可以在选择基准数时,可以采用随机的方式,能够有效的解决这个问题。

随机快速排序和普通快速排序的区别仅仅在于选择基准数时是否随机,其他过程都是一模一样的

文章作者: 周君
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