交换排序-快速排序
来源:互联网 发布:win10如何优化虚拟机 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 18:51
1、举例理解
假设我们现在对“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”这个10个数进行排序,首先在这个序列中随便找一个数作为基准数,。为了方便,就让第一个数6作为基准数吧。接下来,需要将这个序列中所有比基准数大的数放在6的右边,比基准数小的数放在6的左边。
方法其实很简单:分别从初始序列“6 1 2 7 9 3 4 5 10 8”两端开始“探测”。先从右往左找一个小于6的数,再从左往右找一个大于6的数,然后交换他们。这里可以用两个变量i和j,分别指向序列最左边和最右边。我们为这两个变量起个好听的名字“哨兵i”和“哨兵j”。刚开始的时候让哨兵i指向序列的最左边(即i=1),指向数字6。让哨兵j指向序列的最右边(即=10),指向数字。
(1)首先哨兵j开始出动,因为此处设置的基准数是最左边的数,所以需要让哨兵j先出动,这一点非常重要。哨兵j一步一步地向左挪动(即j–),直到找到一个小于6的数停下来。接下来哨兵i再一步一步向右挪动(即i++),直到找到一个数大于6的数停下来。最后哨兵j停在了数字5面前,哨兵i停在了数字7面前,现在交换哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。
交换之后的序列如下:
6 1 2 5 9 3 4 7 10 8
(2)到此,第一次交换结束。接下来开始哨兵j继续向左挪动(再友情提醒,每次必须是哨兵j先出发)。他发现了4(比基准数6要小,满足要求)之后停了下来。哨兵i也继续向右挪动的,他发现了9(比基准数6要大,满足要求)之后停了下来。此时再次进行交换。
交换之后的序列如下:
6 1 2 5 4 3 9 7 10 8
(3)第二次交换结束,“探测”继续。哨兵j继续向左挪动,他发现了3(比基准数6要小,满足要求)之后又停了下来。哨兵i继续向右移动,糟啦!此时哨兵i和哨兵j相遇了,哨兵i和哨兵j都走到3面前。说明此时“探测”结束。我们将基准数6和3进行交换。
交换之后的序列如下:
3 1 2 5 4 6 9 7 10 8
到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数6为分界点,6左边的数都小于等于6,6右边的数都大于等于6。回顾一下刚才的过程,其实哨兵j的使命就是要找小于基准数的数,而哨兵i的使命就是要找大于基准数的数,直到i和j碰头为止。
现在基准数6已经归位,它正好处在序列的第6位。此时我们已经将原来的序列,以6为分界点拆分成了两个序列,左边的序列是“3 1 2 5 4”,右边的序列是“9 7 10 8”。接下来还需要分别处理这两个序列,只需要按照递归的方法对上面的数据进行处理即可。
接下来用一张图表示上述流程。
2、算法
public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { int length = arr.length; int i, j, t, temp; if (left > right) { return; } temp = arr[left]; i = left; j = right; while (i != j) { //顺序很重要,要先从右边开始找 while (arr[j] >= temp && i < j) { j--; } //再从左边找 while (arr[i] <= temp && i < j) { i++; } //交换两个数在数组中的位置 if (i < j) { t = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = t; } } //输出结果 for (int k = 0; k < length; k++) { System.out.print(arr[k] + " "); } System.out.println(); //最终将基准数归位 arr[left] = arr[i]; arr[i] = temp; //递归遍历 quickSort(arr, left, i - 1); quickSort(arr, i + 1, right); }
运行结果:
source:8 3 6 5 9 4 10 7 1 2 8 3 6 5 2 4 1 7 10 9 7 3 6 5 2 4 1 8 10 9 1 3 6 5 2 4 7 8 10 9 1 3 2 5 6 4 7 8 10 9 1 2 3 5 6 4 7 8 10 9 1 2 3 5 4 6 7 8 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
快速排序:是目前基于比较的内部排序中被认为是最好的方法,当待排序的关键字是随机分布时,快速排序的平均时间最短。
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