算法——快速排序

踏踏实实学算法，从今天开始，从现在开始。

快速排序的思想：每次递归选择一个桩，取其值（int pivot = array[pivotIndex]），从数组末尾向前寻找第一个小于该值pivot的元素将其放到桩处（记录该位置为high），从数组开始向后寻找第一个大于该值pivot的元素将其放到high处，再反复从后面往前寻找小于pivot的元素和从前往后寻找大于pivot的元素，直到两者相遇位置（low >= high 则本次划分循环结束），最后讲pivot放到low处（做人要低调！实际放到high处也行！哈哈哈）。每次递归结束，pivot左边的元素均小于pivot，pivot右边的元素均大于pivot。总的递归结束后，数组实现排序。

桩值选择：选择每次递归数组的第一个元素（简单版本采取该方式，适合数组元素随机）。但不建议使用使用该方式，如果数组元素已经有序或逆序，使用本方式将会十分浪费时间。

桩值选择优化：
1. 一种安全的选择：选择数组中间元素（实现也很简单，讲中间元素与第一个元素交换，再选择第一个元素作为桩值），安全合理但却有些消极。
2. 最好的选择是选择数组的中值，能够很好地均分数组。但计算中值会降低算法效率，所以选择一个估计值：选择array[start], array[mid]和array[end]的中值作为桩值。

其他优化：数组长度小于10（根据不用情况来估计一个数值）时采用插入排序，效果会比较好。

public class QuickSort {    private static int CUTOFF = 10; // 阈值，当数组长度小于该值时用插入排序    // 稍微复杂    public static void quickSort(int[] array, int start, int end) {        if (start + CUTOFF > end) {            InsertionSort.sort(array);        } else {            int mid = (start + end)/2;            // sort array[start],[mid],[end]            // 采用三个元素的中值划分，中值为array[mid]            if (array[mid] < array[start]) {                swapTwoEle(array, start, mid);            }            if (array[end] < array[start]) {                swapTwoEle(array, start, end);            }            if (array[end] < array[mid]) {                swapTwoEle(array, mid, end);            }            // 将桩值与array[end-1]交换，因为array[end]>array[mid],减少一次比较(不交换也可以正确执行)            swapTwoEle(array, mid, end-1);            int pivot = array[end-1];            int low,high;            for (low = start, high = end-1; ; ) {                while (array[low++] < pivot)                    ;                while (array[high--] > pivot)                    ;                if (low >= high) {                    break;                }                swapTwoEle(array, low, high);            }            swapTwoEle(array, low, end-1);                  quickSort(array, start, low-1);            quickSort(array, low+1, end);        }    }    private static void swapTwoEle(int[] array, int index1, int index2) {        int temp = array[index1];        array[index1] = array[index2];        array[index2] = temp;    }    // 简单版本    public static void sort(int[] array, int start, int end) {        if (start < end) {            int low = start;            int high = end;//          int mid = (low + high)/2;// 选择array[mid]作为桩值//          int temp = array[mid];//          array[mid] = array[start];//          array[start] = temp;            int pivot = array[start]; // 以数组第一个值作为轴            while (low < high) {                // 从后往前找找到一个小于轴的值，填到low处                while (low < high && array[high] > pivot)                    high--;                array[low] = array[high];                // 从前往后找找到一个大于轴的值，填到high处                while (low < high && array[low] < pivot)                    low++;                array[high] = array[low];            }            array[low] = pivot;            sort(array, start, low-1);            sort(array, low+1, end);        }    }    public static void main(String[] args) {        int[] array = {0,9,8,7,6,5,4,3,2,1,11,22,33,44,55,66,77,88,99};//      QuickSort.quickSort(array, 0, array.length-1);        QuickSort.sort(array, 0, array.length-1);        for (int i = 0; i < array.length; i++)            System.out.print(array[i] + " ");    }}

如果本博客对你有一定帮助，客官请留下你的脚步吧…