快速排序（Java）

来源：互联网发布：编程证明哥德巴赫猜想编辑：程序博客网时间：2024/05/18 00:15

快速排序（Quick Sort）的排序效率在同为O(N*logN)的几种排序方法中效率较高，因此经常被采用，再加上快速排序思想----分治法确实实用。我们今天来学习下快速排序，一方面是由于自己马上准备找工作啦；另一方面，也算是方便自己以后复习吧。

排序大的分类可以分为两种：内排序和外排序。在排序过程中，全部记录存放在内存，则称为内排序，如果排序过程中需要使用外存，则称为外排序。我们平时见到的排序方法基本都属于内排序。

　　内排序有可以分为以下几类：

　　(1)、插入排序：直接插入排序、二分法插入排序、希尔排序。

　　(2)、选择排序：简单选择排序、堆排序。

　　(3)、交换排序：冒泡排序、快速排序。

　　(4)、归并排序

　　(5)、基数排序

基本思想是：

1．先从数列中取出一个数（通常选择第一个元素或者最后一个元素）作为基准数。

2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。（此时基准元素在其排好序后的正确位置）

3．再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。（用同样的方法递归地排序划分的两部分）

对快速排序作了进一步的说明：挖坑填数+分治法

以一个数组作为示例，取区间第一个数为基准数。

初始时，i = 0; j = 9; X = a[i] = 72

由于已经将a[0]中的数保存到X中，可以理解成在数组a[0]上挖了个坑，可以将其它数据填充到这来。

从j开始向前找一个比X小或等于X的数。当j=8，符合条件，将a[8]挖出再填到上一个坑a[0]中。a[0]=a[8]; i++; 这样一个坑a[0]就被搞定了，但又形成了一个新坑a[8]，这怎么办了？简单，再找数字来填a[8]这个坑。这次从i开始向后找一个大于X的数，当i=3，符合条件，将a[3]挖出再填到上一个坑中a[8]=a[3]; j--;

数组变为：

i = 3; j = 7; X=72

再重复上面的步骤，先从后向前找，再从前向后找。

从j开始向前找，当j=5，符合条件，将a[5]挖出填到上一个坑中，a[3] = a[5]; i++;

从i开始向后找，当i=5时，由于i==j退出。

此时，i = j = 5，而a[5]刚好又是上次挖的坑，因此将X填入a[5]。

数组变为：

可以看出a[5]前面的数字都小于它，a[5]后面的数字都大于它。因此再对a[0…4]和a[6…9]这二个子区间重复上述步骤就可以了。

对挖坑填数进行总结

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。

看个例子：

import java.util.Arrays;class QuickSort {public static void main(String[] args) {int[] a = {55,21,-5,0,86,23,9,-100};System.out.println("排序前数组：" + Arrays.toString(a));//快速法排序quickSort(a,0,a.length-1);System.out.println("排序后数组：");for(int i=0; i<a.length; i++){if(i != a.length-1)System.out.print(a[i] + ",");elseSystem.out.print(a[i]);}}//快速排序public static void quickSort(int s[], int l, int r){if (l < r)//如果不加这个判断递归会无法退出导致堆栈溢出异常{//Swap(s[l], s[(l + r) / 2]); //将中间的这个数和第一个数交换 参见注1int i = l, j = r, x = s[l];while (i < j){while(i < j && s[j] >= x) // 从右向左找第一个小于x的数j--;  if(i < j) s[i++] = s[j];while(i < j && s[i] < x) // 从左向右找第一个大于等于x的数i++;  if(i < j) s[j--] = s[i];}s[i] = x;quickSort(s, l, i - 1); // 递归调用 quickSort(s, i + 1, r);}}}/*程序运行结果：排序前数组：[55, 21, -5, 0, 86, 23, 9, -100]排序后数组：-100,-5,0,9,21,23,55,86*/

再来看一个例子

//不稳定public class 快速排序 {    public static void main(String[] args) {        int[] a={49,38,65,97,76,13,27,49,78,34,12,64,1,8};        System.out.println("排序之前：");        for (int i = 0; i < a.length; i++) {            System.out.print(a[i]+" ");        }        //快速排序        quick(a);        System.out.println();        System.out.println("排序之后：");        for (int i = 0; i < a.length; i++) {            System.out.print(a[i]+" ");        }    }    private static void quick(int[] a) {        if(a.length>0){            quickSort(a,0,a.length-1);        }    }    private static void quickSort(int[] a, int low, int high) {        if(low<high){ //如果不加这个判断递归会无法退出导致堆栈溢出异常            int middle = getMiddle(a,low,high);            quickSort(a, 0, middle-1);            quickSort(a, middle+1, high);        }    }    private static int getMiddle(int[] a, int low, int high) {        int temp = a[low];//基准元素        while(low<high){            //找到比基准元素小的元素位置            while(low<high && a[high]>=temp){                high--;            }            a[low] = a[high];             while(low<high && a[low]<=temp){                low++;            }            a[high] = a[low];        }        a[low] = temp;        return low;    }}

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