数据结构-快速排序

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【数据结构】八大排序(超详解+附动图+源码)_数据结构排序-CSDN博客

一 介绍

快速排序法介绍:

快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列

二 思路

1 选定一个基准值，最好选定最左边或者最右边，选中间会给自己找麻烦。

2 确定两个指针left 和right 分别从左边和右边向中间遍历数组。

3 如果选最右边为基准值，那么left指针先走，如果遇到大于基准值的数就停下来。

4 然后右边的指针再走，遇到小于基准值的数就停下来。

5 交换left和right指针对应位置的值。

6 重复以上步骤，直到left = right ，最后将基准值与left(right)位置的值交换。

三 代码实现

public class QuickSort {

    // 主函数示例，用于测试快速排序算法
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {3, 6, 8, 10, 1, 2, 1}; // 初始化一个整型数组
        quickSort(array, 0, array.length - 1); // 对数组进行快速排序

        // 输出排序结果
        for (int num : array) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }

    // 快速排序的主要方法，递归地对数组进行排序
    public static void quickSort(int arr[], int left, int right) {
        if (left >= right) {
            return; // 如果左边界大于等于右边界，说明数组已经有序，直接返回
        }

        int baseIndex = quickSort1(arr, left, right); // 获取基准元素的索引
        quickSort(arr, left, baseIndex - 1); // 对基准元素左边的子数组进行快速排序
        quickSort(arr, baseIndex + 1, right); // 对基准元素右边的子数组进行快速排序
    }

    // 快速排序的分区方法，用于找到基准元素的正确位置
    private static int quickSort1(int[] arr, int left, int right) {
        int baseIndex = right; // 将基准元素设为最右侧元素

        while (left < right) {
            while (left < right && arr[left] <= arr[baseIndex]) {
                left++; // 移动左指针，直到找到一个大于基准元素的元素
            }
            while (left < right && arr[right] >= arr[baseIndex]) {
                right--; // 移动右指针，直到找到一个小于基准元素的元素
            }
            sort(arr, left, right); // 交换两个元素的位置
        }

        sort(arr, left, baseIndex); // 将基准元素放到最终位置
        return left; // 返回基准元素的索引
    }

    // 交换数组中两个元素的位置
    public static void sort(int arr[], int left, int right) {
        int temp = arr[left];
        arr[left] = arr[right];
        arr[right] = temp;
    }

    
}

四 总结

快速排序的特性总结：

1. 快速排序整体的综合性能和使用场景都是比较好的，所以才敢叫快速排序
2. 时间复杂度：O(N*logN)
3. 空间复杂度：O(logN)
4. 稳定性：不稳定