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快速排序使用分治策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。步骤为:
①. 从数列中挑出一个元素,称为”基准”(pivot)。
②. 重新排序数列,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
③. 递归地(recursively)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
递归到最底部时,数列的大小是零或一,也就是已经排序好了。这个算法一定会结束,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。
3、代码实现
用伪代码描述如下:
①. i = L; j = R; 将基准数挖出形成第一个坑a[i]。
②.j–,由后向前找比它小的数,找到后挖出此数填前一个坑a[i]中。
③.i++,由前向后找比它大的数,找到后也挖出此数填到前一个坑a[j]中。
④.再重复执行②,③二步,直到i==j,将基准数填入a[i]中
/**
* 快速排序(递归)
* <p>
* ①. 从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot)。
* ②. 重新排序数列,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
* ③. 递归地(recursively)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
*
* @param arr 待排序数组
* @param low 左边界
* @param high 右边界
*/
public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
if (arr.length <= 0) return;
if (low >= high) return;
int left = low;
int right = high;
int temp = arr[left];
while (left < right) {
while (left < right && arr[right] >= temp) {
right--;
}
if (left < right)
arr[left++] = arr[right];
while (left < right && arr[left] <= temp) {
left++;
}
if (left < right)
arr[right--] = arr[left];
}
arr[left] = temp;
System.out.println("Sorting: " + Arrays.toString(arr));
quickSort(arr, low, left - 1);
quickSort(arr, left + 1, high);
}
快速排序是通常被认为在同数量级(O(nlog2n))的排序方法中平均性能最好的。但若初始序列按关键码有序或基本有序时,快排序反而蜕化为冒泡排序。为改进之,通常以“三者取中法”来选取基准记录,即将排序区间的两个端点与中点三个记录关键码居中的调整为支点记录。快速排序是一个不稳定的排序方法。
以下是快速排序算法复杂度:
快速排序排序效率非常高。 虽然它运行最糟糕时将达到O(n²)的时间复杂度, 但通常平均来看, 它的时间复杂为O(nlogn), 比同样为O(nlogn)时间复杂度的归并排序还要快. 快速排序似乎更偏爱乱序的数列, 越是乱序的数列, 它相比其他排序而言, 相对效率更高.
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