排序算法过程

快速排序算法过程

　　设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，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，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。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-1；

2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给X，即X=A[0]；

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，让该值与X交换（找到就行.找到后i大小不变）；

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，让该值与X交换（找到就行.找到后j大小不变）；

5）重复第3、4步，直到I=J；(3,4步是在程序中没找到时候j=j-1，i=i+1。找到并交换的时候i，j指针位置不变。另外当i=j这过程一定正好是i+或j+完成的最后另循环结束)

　　例如：待排序的数组A的值分别是：（初始关键数据：X=49） 注意关键X永远不变.永远是和X进行比较 无论在什么位子 最后的目的就是把X放在中间小的放前面大的放后面

A[0] 、 A[1]、A[2]、A[3]、 A[4]、 A[5]、 A[6]：

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，从而结束一趟快速排序，那么经过一趟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 {27 38 13} 经第三步和第四步交换后变成 {13 27 38} 完成排序。

{76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成 {65 76 97}完成排序。

图示

利用快排排序一组数

[编辑本段]

变种算法

　　快速排序(Quicksort)有三个值得一提的变种算法，这里进行一些简要介绍：

平衡快排（Balanced Quicksort）: 每次尽可能地选择一个能够代表中值的元素作为关键数据，然后遵循普通快排的原则进行比较、替换和递归。

外部快排（External Quicksort）:与普通快排不同的是，关键数据是一段buffer，首先将之前和之后的M/2个元素读入buffer并对该buffer中的这些元素进行排序，然后从被排序数组的开头（或者结尾）读入下一个元素，假如这个元素小于buffer中最小的元素，把它写到最开头的空位上；假如这个元素大于buffer中最大的元素，则写到最后的空位上；否则把buffer中最大或者最小的元素写入数组，并把这个元素放在buffer里。保持最大值低于这些关键数据，最小值高于这些关键数据，从而避免对已经有序的中间的数据进行重排。完成后，数组的中间空位必然空出，把这个buffer写入数组中间空位。然后递归地对外部更小的部分，循环地对其他部分进行排序。

三路基数快排（Three-way Radix Quicksort，也称作Multikey Quicksort、Multi-key Quicksort）:结合了基数排序（radix sort，如一般的字符串比较排序就是基数排序）和快排的特点，是字符串排序中比较高效的算法。该算法被排序数组的元素具有一个特点，即multikey，如一个字符串，每个字母可以看作是一个key。算法每次在被排序数组中任意选择一个元素作为关键数据，首先仅考虑这个元素的第一个key（字母），然后把其他元素通过key的比较分成小于、等于、大于关键数据的三个部分。然后递归地基于这一个key位置对“小于”和“大于”部分进行排序，基于下一个key对“等于”部分进行排序。

 

Java中的快速排序源代码

public class QuickSort {

/**

* 快速排序

*/

public static void main(String[] args) {

Random random=new Random();

int[] pData=new int[10];

for(int i=0;i<pData.length;i++){ //随机生成10个排序数

Integer a =random.nextInt(100);

pData[i]= a;

System.out.print(pData[i]+" ");

}

System.out.println();

int left=0;

int right=pData.length-1;

Sort(pData,left,right);

for(int i=0;i<pData.length;i++){

System.out.print(pData[i]+" ");

}

System.out.println();

}

public static int[] Sort(int[] pData, int left, int right){

int middle,strTemp;

int i = left;

int j = right;

middle = pData[(left+right)/2];

do{

while((pData[i]<middle) && (i<right))

i++;

while((pData[j]>middle) && (j>left))

j--;

if(i<=j){

strTemp = pData[i];

pData[i] = pData[j];

pData[j] = strTemp;

i++;

j--;

}

for(int k=0;k<pData.length;k++){

System.out.print(pData[k]+" ");

}

System.out.println();

}while(i<j);//如果两边扫描的下标交错，完成一次排序

if(left<j)

Sort(pData,left,j); //递归调用

if(right>i)

Sort(pData,i,right); //递归调用

return pData;

}

}

 

排序：

package test;

import java.util.*;

 

public class Test{

public static void main(String[] args){

int[] arr = new int[2000];

Random ran = new Random();

//随机产生数组元素

for(int i = 0; i < arr.length; i++){

arr[i] = ran.nextInt(100);

}

 

int left = 0;

int right = arr.length - 1;

//性能测试

long start = System.currentTimeMillis();

 

/***

冒泡第一种实现

*/

/*

for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){

for(int j = i + 1; j < arr.length; j++){

if(arr[i] > arr[j]){

int temp = arr[i];

arr[i] = arr[j];

arr[j] = temp;

}

}

}

*/

/*

冒泡第二种实现

*/

/*

for(int i = 0; i < arr.length - 1; i++){

for(int j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++){

if(arr[j] > arr[j+1]){

int temp = arr[j];

arr[j] = arr[j+1];

arr[j+1] = temp;

}

}

}

*/

/*

选择排序

*/

// for(int i=0; i < arr.length - 1; i++){

// for(int j = i + 1;j < arr.length; j++){

// int p = i;

// if(arr[p] < arr[j]){

// p = j;

// }

// if(p != j){

// int temp = arr[i];

// arr[i] = arr[j];

// arr[j] = temp;

// }

// }

// }

//快速排序

arr = sort(arr,left,right);

long end = System.currentTimeMillis();

long result = end - start;

System.out.println("用时：" + result);

//输出

for(int i = 0; i < arr.length; i++){

System.out.print(arr[i] + "\t");

}

}

//快速排序递归实现

public static int[] sort(int[] arr, int left, int right){

int middle,temp;

int i = left;

int j = right;

middle = arr[(left+right)/2];

do{

while(arr[i]>middle && i < right){

i++;

}

while(arr[j]<middle && j > left){

j--;

}

if(i <= j){

temp = arr[i];

arr[i] = arr[j];

arr[j] = temp;

i++;

j--;

}

 

}while(i < j);

if(left < j){

sort(arr,left,j);

}

if(right > i){

sort(arr,i,right);

}

return arr;

}

}