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排序算法——快速排序

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排序算法——快速排序

目录:

基本思想:

寮算法描述:

实例:

思路步骤:

具体实现步骤:

代码实现:

算法性能分析


基本思想:

快速排序主要是通过选择一个关键值作为基准值。比基准值小的都在左边序列(一般是无序的),比基准值大的都在右边。依次递归,直到整体的序列都有序。

寮算法描述:
  1. 选择基准:在待排序列中,按照某种方式挑出一个元素,作为基准(pivot)
  2. 分隔操作:以该基准在序列中的实际位置,把序列分成两个子序列。此时,在基准左边的元素的比基准小,在基准右边的元素都比基准大
  3. 递归的对两个序列进行快速排序,直到序列为空或者只有一个元素

实例:

对序列 26,53,67,48,57,13,49,32,60,50进行快速排序

思路步骤:

①选基准,一般选择左边界作为基准

②先从后向前,找到比基准小的值时停止,将该high位置的元素放到空位置(low位置)

③从前向后找比基准大的值位置停止,将此时low位置元素放到high位置

④重复②③步骤,直到high==low时,该位置就是基准放置的位置

具体实现步骤:

最左边的位置是low,最右边的位置为high

high从后往前,找到比26小的值时停止,即找到13位置处停止,将13放置到空位置处(low位置)

 

 low从前往后走,找比26大的值,即找到53位置处停止,将53放置到high位置

 

high又继续从后往前找,直到high=low,该位置就是基准放置的位置

 

 第一趟排序完成后,基准的左边只剩下一个元素,不需要再进行排序;对基准的右边的序列重复上述步骤进行快速排序

选择67作为基准

 high从后往前找比基准值67小的值,找到50,将该值放置到low位置

 low从前往后找,找比基准值67大的值;当low=high时,该位置就是基准值的放置位置

第二轮排序完成后,基准得右边为空;对基准左边的序列继续进行快速排序

 选择50作为基准值

 

 high从后往前,找比基准小的值;找到后将该值放置到low位置

 low从前往后,找比基准大的值时停止,即找到57后,将57放置到high位置 

 

 high继续从后往前,找比基准小的值,即找到49,将49放置到low位置 

 low继续从前往后,找到53,将53放置到high位置

 

 

 high又从后往前找, high=low时,该位置就是基准的位置

 

 此时对该基准的左右两边,分别进行快速排序,直到序列为空或只剩下一个元素。

排完序后,最终的结果为:

代码实现:

public class Quicksort {
    public static int partition(int[] arr,int low,int high) {
        //参数安全检测
        if (arr == null || arr.length == 1) {
            return -1;
        }
        int temp = arr[low];//将基准值存放在临时变量中
        while(low < high) {
            //从后向前找比基准值小的元素
            while (low < high && arr[high] > temp) {
                high--;
            }
            if (low == high) {//如果low == high,那么这个位置就是基准所放的位置
                break;
            }
            arr[low] = arr[high];

            //从前往后,找到比基准大的元素时停止
            while(low < high && arr[low] <=temp) {
                low++;
            }
            //low标记比基准大的位置下标
            if (low == high) {//如果low == high,该位置就是基准所放的位置
               break;
            }
            arr[high] = arr[low];
        }
        arr[low] = temp;
        return low;
    }
    public static void quick(int[] arr,int low,int high) {
        int index = partition(arr,low,high);//返回基准位置的下标
        if (index == -1) {
            return;
        }
        //如果基准左边的元素个数 >= 2,则左边继续划分
        if (index - low > 1) {
            quick(arr,low,index - 1);
        }
        //如果基准右边的元素个数 >= 2,则右边继续划分
        if (high - index > 1) {
            quick(arr,index + 1,high);
        }
    }

    public static void quickSort(int[] arr) {
        //参数安全检测
        if (arr == null) {
            return;
        }
        quick(arr,0,arr.length - 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {26,53,67,48,57,13,49,32,60,50};
        quickSort(arr);
        System.out.println( Arrays.toString(arr));
    }
}

算法性能分析

(1)时间复杂度: 最优时间复杂度:O(),平均时间复杂度:O(​​​​​​​), 

最坏时间复杂度:O()

(2)空间复杂度: O()

(3)稳定性: 不稳定

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