「这是我参与11月更文挑战的第11天，活动详情查看：2021最后一次更文挑战」。
快速排序
概念：
任取待排序元素序列中的某个元素（例如取第一个元素）作为基准，按照该元素的排序码大小，将整个元素序列划分为左右两个子序列：左侧子序列中的排序码都小于基准元素的排序码，右侧子序列中所有元素的排序码都大于或等于基准元素的排序码。基准元素则排在两个子序列中间（这也是该元素最终应安放的位置）。然后分别对这两个子序列重复实行上述方法（递归过程），直到所有元素都排在相应位置上为止。
简单来说：基于交换思想对冒泡排序的优化，也称为分区的交换排序。核心是划分，可以用递归来实现。
核心代码：
public class QuickSort {
public static void quickSort(int[] arr) {
if (arr == null || arr.length < 2) {
return;
}
quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
}
// arr[l...r] 排好序
public static void quickSort(int[] arr, int L, int R) {
if (L < R) {
//随机取一个值
swap(arr, L + (int) (Math.random() * (R - L + 1)), R);
int[] p = partition(arr, L, R);
quickSort(arr, L, p[0] - 1);// p【0】 --》等于区域的左边界 减一则为小于区域的
quickSort(arr, p[1] + 1, R);// p【1】 --》 等于区域右边界
}
}
/**
*
* 这是一个处理arr【l...r】的函数
* 默认以arr【r】 做划分，arr【r】--》p p《 ==p 》p
* 返回等于区域(左边界，右边界) 所以返回一个长度为2的数组res，res【0】，res【1】
*
*/
private static int[] partition(int[] arr, int L, int R) {
int less = L - 1; //< 区右边界
int more = R; // >区左边界
while (L < more) {// L表示当前数的位置，arr[R] -> 划分值
if (arr[L] < arr[R]) { //当前数 < 划分值
swap(arr, ++less, L++);
} else if (arr[L] > arr[R]) { //当前数 > 划分值
swap(arr, --more, L);
} else {
L++;
}
}
swap(arr, more, R);
return new int[]{less + 1, more};
}
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
}
}
图例
荷兰国旗问题
给定一个数组arr和一个数num，请把小于num的数放在数组的左边，等于num的数放在数组的中间，大于num的数放在数组的右边，要求额外空间复杂度O（1），时间复杂度O（N）
有了上面的快速排序的了解，将数组分成三块。在左边设置了一个大于等于区，这个问题可以在左边设置一个小于区，在右边设置一个大于区，不断向中间逼近，最终中间就是相等的数字，然后跟上面快排的思想基本一致，代码如下：
private static int[] partition(int[] arr, int L, int R) {
int less = L - 1; //< 区右边界
int more = R; // >区左边界
while (L < more) {// L表示当前数的位置，arr[R] -> 划分值
if (arr[L] < arr[R]) { //当前数 < 划分值
swap(arr, ++less, L++);
} else if (arr[L] > arr[R]) { //当前数 > 划分值
swap(arr, --more, L);
} else {
L++;
}
}
swap(arr, more, R);
return new int[]{less + 1, more};
}
//比较排序
private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
arr[i] = arr[i] ^ arr[j];
}
