快速排序详讲

• 一、快速排序详讲是什么？
• 二、快速排序步骤
• • 1.挖坑填数
  • 2.分治法
• 总结

快速排序是对冒泡排序的一种改进，由 C.A.R.Hoare（Charles Antony Richard Hoare，东尼·霍尔）在 1962 年提出。

快速排序的基本思想是：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比另一部分的所有数据要小，再按这种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，使整个数据变成有序序列。

• 我们首先要找一个数字作为基准数(一般选择第 1 个数字)
• 把待排序数列中大于基准数的放右边,小于基准数的放右边

代码如下：

public void adjustArray(int[] arr, int l, int r) {
        int i = l;
        int j = r;
        int pivot = arr[i];
        while (i < j) {
            while (i < j && arr[j] >= pivot)
                j--;
            if (i < j) {
                arr[i] = arr[j];
                i++;
            }
            while (i < j && arr[i] <= pivot)
                i++;
            if (i < j) {
                arr[j] = arr[i];
                j--;
            }
        }
        arr[i] = pivot;
    }

代码测试结果：

将挖坑填数的操作的基准数所在位置的左右分别使用挖坑填数,直到 l==r.

因为需要挖坑填数的操作的基准数所在位置故adjustArray方法需要返回该位置，使用对其进行小小的修改。

public int adjustArray(int[] arr, int l, int r) {
        int i = l;
        int j = r;
        int pivot = arr[i];
        while (i < j) {
            while (i < j && arr[j] >= pivot)
                j--;
            if (i < j) {
                arr[i] = arr[j];
                i++;
            }
            while (i < j && arr[i] <= pivot)
                i++;

            if (i < j) {
                arr[j] = arr[i];
                j--;
            }
        }
        arr[i] = pivot;
        return i;
    }

分治法

public void sort(int[] arr, int l, int r) {
        if (l < r) {
            int i = adjustArray(arr, l, r);
            sort(arr, l, i - 1);
            sort(arr, i + 1, r);
        }
    }

代码测试结果

上述代码不够简洁，可以将其组合为：

public void sort(int[] arr, int l, int r) {
        if (l >= r)
            return;
        int i = l;
        int j = r;
        int pivot = arr[i];
        while (i < j) {
            while (i < j && arr[j] >= pivot)
                j--;
            if (i < j) {
                arr[i] = arr[j];
                i++;
            }
            while (i < j && arr[i] <= pivot)
                i++;
            if (i < j) {
                arr[j] = arr[i];
                j--;
            }
        }
        arr[i] = pivot;
        sort(arr, l, i - 1);
        sort(arr, i + 1, r);
    }

代码测试结果与之前一致，就不发出来了。

快速排序是在冒泡排序的基础上改进而来的，虽然快速排序在最坏情况下的时间复杂度和冒泡排序一样，是 O(n2)，但实际上每次比较都需要交换，但是这种情况并不常见。我们可以思考一下如果每次比较都需要交换，那么数列的平均时间复杂度是 O(nlogn)，事实上在大多数时候，排序的速度要快于这个平均时间复杂度。这种算法实际上是一种分治法思想，也就是分而治之，把问题分为一个个的小部分来分别解决，再把结果组合起来。

部分资料来自快速排序算法详解（原理、实现和时间复杂度）