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Java实现快速排序(快排)

快速排序 是冒泡排序的改进版,也是最好的一种内排序,在很多面试题中都会出现,也是作为程序员必须掌握的一种排序方法。

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是: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。

下面我们用图解来说明一下这个排序算法

假设用户输入了如下数组:

下标

0

1

2

3

4

5

数据

6

2

7

3

8

9

创建变量i=0(指向第一个数据), j=5(指向最后一个数据), k=6(赋值为第一个数据的值)。

我们要把所有比k小的数移动到k的左面,所以我们可以开始寻找比6小的数,从j开始,从右往左找,不断递减变量j的值,我们找到第一个下标3的数据比6小,于是把数据3移到下标0的位置,把下标0的数据6移到下标3,完成第一次比较:

下标

0

1

2

34

5

数据

3

2

7

6

8

9

i=0 j=3 k=6

接着,开始第二次比较,这次要变成找比k大的了,而且要从前往后找了。递加变量i,发现下标2的数据是第一个比k大的,于是用下标2的数据7和j指向的下标3的数据的6做交换,数据状态变成下表:

下标

0

1

2

3

4

5

数据

3

2

6

7

8

9

i=2 j=3 k=6

称上面两次比较为一个循环。

接着,再递减变量j,不断重复进行上面的循环比较。

在本例中,我们进行一次循环,就发现i和j“碰头”了:他们都指向了下标2。于是,第一遍比较结束。得到结果如下,凡是k(=6)左边的数都比它小,凡是k右边的数都比它大:

下标

0

1

2

3

4

5

数据

3

2

6

7

8

9

如果i和j没有碰头的话,就递加i找大的,还没有,就再递减j找小的,如此反复,不断循环。注意判断和寻找是同时进行的。

然后,对k两边的数据,再分组分别进行上述的过程,直到不能再分组为止。

注意: 第一遍快速排序不会直接得到最终结果,只会把比k大和比k小的数分到k的两边。为了得到最后结果,需要再次对下标2两边的数组分别执行此步骤,然后再分解数组,直到数组不能再分解为止(只有一个数据),才能得到正确结果。

下面,我们用一个动图,请大家耐心看完

接下来我们用代码实现

package quickSort;
 
public class QuickSort {
private static int count;
/**
 * 测试
 * @param args
 */public static void main(String[] args) {
int[] num = {3,45,78,64,52,11,64,55,99,11,18};
System.out.println(arrayToString(num,"未排序"));
QuickSort(num,0,num.length-1);
System.out.println(arrayToString(num,"排序"));
System.out.println("数组个数:"+num.length);
System.out.println("循环次数:"+count);

}
/**
 * 快速排序
 * @param num排序的数组
 * @param left数组的前针
 * @param  right  数组后针
 */private static void QuickSort(int[] num, int left, int right) {
//如果left等于right,即数组只有一个元素,直接返回
if(left>=right) {
return;
}
//设置最左边的元素为基准值
int key=num[left];
//数组中比key小的放在左边,比key大的放在右边,key值下标为i
int i=left;
int j=right;
while(i<j){
//j向左移,直到遇到比key小的值
while(num[j]>=key && i<j){
j--;
}
//i向右移,直到遇到比key大的值
while(num[i]<=key && i<j){
i++;
}
//i和j指向的元素交换
if(i<j){
int temp=num[i];
num[i]=num[j];
num[j]=temp;
}
}
num[left]=num[i];
num[i]=key;
count++;
QuickSort(num,left,i-1);
QuickSort(num,i+1,right);
}
/**
 * 将一个int类型数组转化为字符串
 * @param arr
 * @param flag
 * @return
 */private static String arrayToString(int[] arr,String flag) {
String str = "数组为("+flag+"):";
for(int a : arr) {
str += a + "\t";
}
return str;
}
 
}
 

输出结果为:

数组为(未排序):345786452116455991118
数组为(排序):311111845525564647899
数组个数:11
循环次数:8
 

文章来源:智云一二三科技

文章标题:Java实现快速排序(快排)

文章地址:https://www.zhihuclub.com/187899.shtml

关于作者: 智云科技

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