快速排序算法

快速排序一:给定一个数组,进行排序,要求排序完成之后,小于数组最后一个元素的数据全部在它的左边,大于它的全部在它的右边,左右两边内部不要求有序,比如原数组是[5, 6, 3, 1, 2, 3]排序完之后:[3,1,2,3,5,6 ],也就是原数组最后一个数是3,排序完之后小于等于3的全部在3的左边,大于3的全部在3的右边

解题思路:

1、我们定义一个小于目标数据的区域,它的初始位置在数组第一个元素的前面,也就是下标为-1的位置,取名为lessEquals

2、定义一个移动的指针,初始值为指向数组的第一个元素,取名为cur,初始值为0

3、循环判断,当cur小于数组长度的时候,将cur指向的数据与数组最后一个元素对比,如果小于等于最后一个元素,那么将lessEquals的下一个数据与cur指向的数据交换,否则cur++,移动到数组下一个为止

代码实现:

复制代码
private void printArray(int[] arr) {
        for (int i : arr) {
            System.err.print(i + " ");
        }
    }

    private void swap(int[] arr, int a, int b) {
        int tmp = arr[a];
        arr[a] = arr[b];
        arr[b] = tmp;
    }

    public void quickSort(int[] arr) {
        int lessEquals = -1;
        int cur = 0;
        int last = arr.length - 1;
        while (cur <= last) {
            if (arr[cur] <= arr[last]) {
                lessEquals++;
                swap(arr, lessEquals, cur);
                cur++;
            } else {
                cur++;
            }
        }
    }

    @Test
    public void testQuickSort() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort(arr);
        printArray(arr);
    }

快速排序二:给定一个数组,进行排序,要求排序完成之后,小于数组最后一个元素的数据全部在它的左边,大于它的全部在它的右边,等于的全部在中间,左右两边内部不要求有序,比如原数组是[5, 6, 3, 1, 2, 3]排序完之后:[1,2,3,3,5,6 ],也就是原数组最后一个数是3,排序完之后小于等于3的全部在3的左边,大于3的全部在3的右边,等于3的全部在中间

解题思路同上面的快速排序1类似,只是在前面的基础之上增加了一个大于目标数的区域,假设变量命名为greater,初始值指向数组最后一个元素,同时在循环的时候判断条件有所增加,小于的逻辑与前面快速排序1一样,如果cur指向的数据大于数组最后一个元素,那么那么将greater前面的元素与cur指向的元素交换,同时greater往数组的前面移动,直到cur碰上last的时候退出循环

代码实现:

复制代码
 public void quickSort1(int[] arr) {
        int lessEquals = -1;
        int cur = 0;
        int greater = arr.length - 1;
        while (cur <= greater) {
            if (arr[cur] < arr[arr.length - 1]) {
                lessEquals++;
                swap(arr, lessEquals, cur);
                cur++;
            } else if (arr[cur] > arr[arr.length - 1]) {
                greater--;
                swap(arr, greater, cur);
            } else {
                cur++;
            }
        }
        swap(arr, greater, arr.length - 1);
    }

    @Test
    public void testQuickSort1() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort1(arr);
        printArray(arr);
    }

快速排序三:在快速排序二的基础之上,要求排序完成之后整个数组有序,也就是说要求左右两边的子数组都有序,实现思路就是基于快速排序二做递归迭代,对左右两边的子数组继续做快排

Swift 复制代码
public int[] quickSort1V2(int[] arr, int left, int right) {
        int cur = left;
        int greater = right;
        while (cur < greater) {
            if (arr[cur] < arr[right]) {
                swap(arr, left, cur);
                left++;
                cur++;
            } else if (arr[cur] > arr[right]) {
                greater--;
                swap(arr, greater, cur);
            } else {
                cur++;
            }
        }
        swap(arr, greater, right);
        return new int[]{left, greater};
    }

    public void quickSort2(int arr[], int l, int r) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        if (l >= r) {
            return;
        }
        int index[] = quickSort1V2(arr, l, r);
        quickSort2(arr, l, index[0] - 1);
        quickSort2(arr, index[1] + 1, r);
    }

    @Test
    public void testQuickSort2() {
        int arr[] = new int[]{5, 6, 3, 1, 2, 3};
        quickSort2(arr, 0, arr.length - 1);
        printArray(arr);
    }
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