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Java 快速排序(QuickSort)原理及实现代码

  • 时间:2020-02-01 10:05 编辑: 来源: 阅读:
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摘要:Java 快速排序(QuickSort)原理及实现代码
快速排序(QuickSort )是常用到的效率比较高的一种排序算法,在面试过程中也经常提及。下面就详细讲解一下他的原理、给出一个Java版本的实现。 快速排序思想: 通过对数据元素集合Rn 进行一趟排序划分出独立的两个部分。其中一个部分的关键字比另一部分的关键字小。然后再分别对两个部分的关键字进行一趟排序,直到独立的元素只有一个,此时整个元素集合有序。 快速排序的过程——挖坑填数法(这是一个很形象的名称),对一个元素集合R[ low ... high ] ,首先取一个数(一般是R[low] )做参照 , 以R[low]为基准重新排列所有的元素。 所有比R[low]小的放前面,所有比R[low] 大的放后面,然后以R[low]为分界,对R[low ... high] 划分为两个子集和,再做划分。直到low >=  high 。 比如:对R={37, 40, 38, 42, 461, 5, 7, 9, 12}进行一趟快速排序的过程如下(注:下面描述的内容中元素下表从 0 开始):
原始序列 37 40 38 42 461 5 7 9 12
一:high-->low 12 40 38 42 461 5 7 9 12
一:low --> high 12 40 38 42 461 5 7 9 40
二:high-->low 12 9 38 42 461 5 7 9 40
二:low --> high 12 9 38 42 461 5 7 38 40
三:high --> low 12 9 7 42 461 5 7 38 40
三:low -->high 12 9 7 42 461 5 42 38 40
四:high --> low 12 9 7 5 461 5 42 38 40
四:low --> high 12 9 7 5 461 461 42 38 40
一趟排序结果 12 9 7 5 37 461 42 38 40
开始选取基准 base = 37,初始位置下表 low = 0 , high = 8  , 从high=8,开始如果R[8] < base ,  将high位置中的内容写入到R[low]中, 将high位置空出来, low = low +1 ; 从low开始探测,由于low=1 , R[low] > base ,所以将R[low]写入到R[high] , high = high -1 ; 检测到low < high ,所以第一趟快速排序仍需继续: 此时low=1,high=7,因为 R[high] < base ,所以将 R[high] 写入到到R[low]中,low = low + 1; 从low开始探测,low = 2 , R[low] >base ,所以讲R[low]写入到R[high],high=high-1; 继续检测到 low 小于high 此时low=2,high=6,同理R[high] < base ,将R[high] 写入到R[low]中,low=low+1; 从low继续探测,low = 3 , high=6 , R[low] > base , 将R[low]写入到R[high]中,high = high-1; 继续探测到low小于high 此时low=3,high=5,同理R[high] < base,将R[high]写入到R[low]中,low = low +1; 从low继续探测,low = 4,high=5,由于R[low] > base , 将R[low]写入到R[high]中,high = high -1 ; 此时探测到low == high == 4 ;该位置即是base所在的位置,将base写入到该位置中. 然后再对子序列Rs1 = {12,9,7,5} 和 Rs2={461,42,38,40}做一趟快速排序,直到Rsi中只有一个元素,或没有元素。 (注: 在以上表单中可以看到一趟排序中有一些重复的数据(原始数据中没有重复的数据),这是因为没有清除该位置的数据,我们在特定的时间看该内存块的数据依然是它,直到下一次将数据写入该位置位置 —— 在此该位置的数据是一个没有意义脏数据,称之为 “坑”) 快速排序的Java实现:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
private static boolean isEmpty(int[] n) {         return n == null || n.length == 0;     }     // ///////////////////////////////////////////////////     /**      * 快速排序算法思想——挖坑填数方法:      *      * @param n 待排序的数组      */     public static void quickSort(int[] n) {         if (isEmpty(n))             return;         quickSort(n, 0, n.length - 1);     }     public static void quickSort(int[] n, int l, int h) {         if (isEmpty(n))             return;         if (l < h) {             int pivot = partion(n, l, h);             quickSort(n, l, pivot - 1);             quickSort(n, pivot + 1, h);         }     }     private static int partion(int[] n, int start, int end) {         int tmp = n[start];         while (start < end) {             while (n[end] >= tmp && start < end)                 end--;             if (start < end) {                 n[start++] = n[end];             }             while (n[start] < tmp && start < end)                 start++;             if (start < end) {                 n[end--] = n[start];             }         }         n[start] = tmp;         return start;     }
在代码中有这样一个函数:
[u]复制代码[/u] 代码如下:
 public static void quickSortSwap(int[] n, int l, int h)
该函数可以实现,元素集合中特定的  l  到  h 位置间的数据元素进行排序。 关于快速排序就写到这里了。
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