排序算法之-快速

算法原理

丛待排序的数列中选择一个基准值,通过遍历数列,将数列分成两个子数列:小于基准值数列、大于基准值数列,准确来说还有个子数列:等于基准值即:

算法图解

  1. 选出基准元素pivot(可以选择最左侧元素),设置两个指针(Java中可看成是数组索引)left和right,left指向数列最左边的元素,right指向最右侧元素
  2. 进行第一次遍历,先丛right指针开始,让其指向的元素和pivot作比较,大于或等于则指针向左移动一个位置,小于则停止移动,等待left指针移动
  3. 轮到left指针移动,同样先让left指向的元素和pivot做比较,小于或等于则指针向右移动,大于则停止移动
  4. 此时left和right都停止移动,判断left和right是否在同一个位置,否则交换位置元素。
  5. 继续丛2开始,直至left和right相交,将pivot值与left指向的元素进行交换,第一次遍历结束,获得分区指针left。
  6. 再将两个子数列按照1到6的步骤继续执行,直至所有子数列排序完成。

算法实现

java 复制代码
public class QuickSort {

    public void sort(int []arr){
        doSort(arr,0,arr.length-1);
    }

    public void doSort(int []arr,int left,int right){
        if(left >= right){
            return;
        }
        int partitionIndex = partition(arr, left, right);
        doSort(arr,left,partitionIndex-1);
        doSort(arr,partitionIndex+1,right);
    }

    /**
     * 右指针先往左移动
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     * @return
     */
    public int partition(int []arr,int left,int right) {
        int startIndex = left;
        int pivot = arr[startIndex];
        while (left < right) {
            while (left < right && arr[right] >= pivot) {
                right--;
            }
            while (left < right && arr[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            if (left < right) {
                swap(arr, left, right);
            }
        }
        swap(arr, startIndex, left);
        return left;
    }

    private void swap(int arr[],int i,int j){
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }


}

测试

java 复制代码
  public static void main(String[] args) {
       int arr[] = {9, 7, 1991, 27, -1, -10, 0,10,9,8,-1,27,-1, 2, 65, -100};

        new QuickSort().sort(arr);
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + "\t");
        }
    }

结果

分区实现2

java 复制代码
  /**
     * 左指针先往右移动
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     * @return
     */
    public int partition(int []arr,int left,int right){
        int startIndex = left;
        int pivot = arr[startIndex];
        while (left < right) {
            while (left < right && arr[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            while (left < right&&arr[right] >= pivot){
                right --;
            }

            if(left < right){
                swap(arr,left,right);
            }
        }
        if(arr[left] >= pivot){
            swap(arr,startIndex,left-1);
            return left-1;
        }
        swap(arr,startIndex,left);
        return left;
    }
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