经典排序算法之:快速排序
来源:互联网 发布:信号与噪声算法 编辑:程序博客网 时间:2024/04/29 22:41
背景及原理:
快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是:通过一趟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部分的所有数据都要小,然后再按此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。
算法思路:
- 基本思路:
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略來把一个序列分為兩个子序列。
步驟为:
1,從數列中挑出一個元素(一般为第一个),稱為"基准"(pivot);2,重新排序數列,所有元素比基准值小的放在基准前面,所有元素比基准大的放在基准的后面(相同的數可以到任一边)。在這個分割結束之后,該基准就处于數列的中間位置。這個称为分割(partition)操作;3,递归地(recursive)把小于基准值元素的子數列和大于基准值元素的子數列排序。
可视轨迹:
1,切分操作总览:
2,切分操作实现步骤:
3,整个算法轨迹实例:
4,柱状图直观理解:
程序实现:**
import edu.princeton.cs.algs4.StdRandom;public class Quick { public static void sort(Comparable[] a) { StdRandom.shuffle(a);//打乱原数组 sort(a, 0, a.length - 1); } // 快速排序从a[lo]到a[hi]的数组 private static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) { if (hi <= lo) return; int j = partition(a, lo, hi); sort(a, lo, j-1); sort(a, j+1, hi); } // 切分数组a[lo..hi],使得a[lo..j-1] <= a[j] <= a[j+1..hi]并返回切分点j private static int partition(Comparable[] a, int lo, int hi) { int i = lo; int j = hi + 1; Comparable v = a[lo]; while (true) { // 找到比v大的数,i停下 while (less(a[++i], v)) if (i == hi) break; // 找到比v小的数,j停下 while (less(v, a[--j])) if (j == lo) break; // 检查左指针i是否跑到右指针j的右边 if (i >= j) break; //交换i, j位置的元素 exch(a, i, j); } // 把切分元素v放在了a[j]的位置上 exch(a, lo, j); // 现在完成了目标 return j; } // v是否小于w ? private static boolean less(Comparable v, Comparable w) { return v.compareTo(w) < 0; } // 交换a[i]和a[j] private static void exch(Object[] a, int i, int j) { Object swap = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = swap; } // 打印数组到输出 private static void show(Comparable[] a) { for (int i = 0; i < a.length; i++) { System.out.print(a[i]+" "); } System.out.println(); } // 测试函数 public static void main(String[] args) { Comparable[] a = new Comparable[] {'B','F','S','R','T','J','D','A','Z','V','Y','H','K','I','P','Q','C','G','N','U','M','E','O'}; System.out.print("排序前:"); show(a); System.out.print("排序后:"); Selection.sort(a); show(a); }}
[程序输出]
排序前:B F S R T J D A Z V Y H K I P Q C G N U M E O 排序后:A B C D E F G H I J K M N O P Q R S T U V Y Z
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