快速排序的JAVA实现

来源：互联网发布：废除六法全书知乎编辑：程序博客网时间：2024/05/22 12:01

快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是：通过一躺排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一不部分的所有数据都要小，然后再按次方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。最坏情况的时间复杂度为O(n²)，最好情况时间复杂度为O(nlog₂n)。

假设要排序的数组是A[1]……A[N]，首先任意选取一个数据（通常选用第一个数据）作为关键数据，然后将所有比它的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一躺快速排序。一趟快速排序的算法是：

1）、设置两个变量I、J，排序开始的时候I：=1，J：=N；

2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X：=A[1]；

3）、从J开始向前搜索，即由后开始向前搜索（J：=J-1），找到第一个小于X的值，两者交换；

4）、从I开始向后搜索，即由前开始向后搜索（I：=I+1），找到第一个大于X的值，两者交换；

5）、重复第3、4步，直到I=J；

例如：待排序的数组A的值分别是：（初始关键数据X：=49）

A[1] A[2] A[3] A[4] A[5] A[6] A[7]：

49 38 65 97 76 13 27

进行第一次交换后： 27 38 65 97 76 13 49

( 按照算法的第三步从后面开始找)

进行第二次交换后： 27 38 49 97 76 13 65

( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值，65>49,两者交换，此时I：=3 )

进行第三次交换后： 27 38 13 97 76 49 65

( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)

进行第四次交换后： 27 38 13 49 76 97 65

( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值，97>49,两者交换，此时J：=4 )

此时再执行第三步的时候就发现I=J，从而结束一躺快速排序，那么经过一躺快速排序之后的结果是：27 38 13 49 76 97 65，即所以大于49的数全部在49的后面，所以小于49的数全部在49的前面。

快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列，分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序，从而完成全部数据序列的快速排序，最后把此数据序列变成一个有序的序列，根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示：

初始状态 {49 38 65 97 76 13 27}

进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65}

分别对前后两部分进行快速排序 {13} 27 {38}

结束结束 {49 65} 76 {97}

49 {65} 结束

结束

图6 快速排序全过程

1）、设有N（假设N=10）个数，存放在S数组中；

2）、在S[1。。N]中任取一个元素作为比较基准，例如取T=S[1]，起目的就是在定出T应在排序结果中的位置K，这个K的位置在：S[1。。K-1]<=S[K]<=S[K+1..N]，即在S[K]以前的数都小于S[K]，在S[K]以后的数都大于S[K]；

3）、利用分治思想（即大化小的策略）可进一步对S[1。。K-1]和S[K+1。。N]两组数据再进行快速排序直到分组对象只有一个数据为止。

如具体数据如下，那么第一躺快速排序的过程是：

数组下标： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

45 36 18 53 72 30 48 93 15 36

I J

（1） 36 36 18 53 72 30 48 93 15 45

（2） 36 36 18 45 72 30 48 93 15 53

（3） 36 36 18 15 72 30 48 93 45 53

（4） 36 36 18 15 45 30 48 93 72 53

（5） 36 36 18 15 30 45 48 93 72 53

通过一躺排序将45放到应该放的位置K，这里K=6，那么再对S[1。。5]和S[6。。10]分别进行快速排序。

package com.teradata.lsw.sort;

public class QuickSort {

/**
* 快速排序算法
*
* @author TD_LSW
* @param args
*/
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
Integer[] a = { 34, 3, 53, 2, 3, 23, 7, 14, 10 };
QuickSort qs = new QuickSort();
qs.quickSort(a);
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
System.out.print(a[i] + " ");
}
System.out.println();
}

private void quickSort(Integer[] a) {
// TODO Auto-generated method stub
if (a.length > 0) {
_quickSort(a, 0, a.length - 1);
}

}

private void _quickSort(Integer[] a, int low, int high) {
// TODO Auto-generated method stub
if (low < high) {
// 将数组a进行一分为二
int mid = findMid(a, low, high);
// 对低字表进行递归排序
_quickSort(a, low, mid - 1);
// 对高字表进行递归排序
_quickSort(a, mid + 1, high);
}
}

private int findMid(Integer[] a, int low, int high) {
// TODO Auto-generated method stub
// 数组的第一个作为中轴
int temp = a[low];
while (low < high) {
while (low < high && a[high] <= temp) {
high--;
}
// 比中轴大的记录移到低端
a[low] = a[high];
while (low < high && a[low] >= temp) {
low++;
}
// 比中轴小的记录移到高端
a[high] = a[low];
}
// 中轴记录到尾
a[low] = temp;
return low;
}

}

0 0