java 实现快速排序

1.介绍

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。

快速排序最好时间复杂度是O(n * log n),最坏时间复杂度是O(n*2) ，平均复杂度是O(n * log n)

对数log n :表示以2为底 n的对数

2.切分原理

切分原理：把一个数组切分成两个子数组的基本思想：

1.找一个基准值，用两个指针分别指向数组的头部和尾部；

2.先从尾部向头部开始搜索一个比基准值小或等于的元素，搜索到即停止，并记录指针的位置；

3.再从头部向尾部开始搜索一个比基准值大或等于的元素，搜索到即停止，并记录指针的位置；

4.交换当前左边指针位置和右边指针位置的元素；

5.重复2,3,4步骤，直到左边指针的值大于右边指针的值停止。

代码实现

import java.time.Duration;
import java.time.LocalTime;public class QuickSort {public static void main(String[] args) {test1();
//      test2();}public static void test1() {
//      int arr[]= {-9,78,0,23,-567,70};int len = 12;int arr[]=new int [len];for(int i=0;i<len;i++) {arr[i]=(int) (Math.random()*100);}System.out.println("排序前的数组：");printArr(arr);quickSort(arr, 0, arr.length-1);System.out.println("排序后的数组：");printArr(arr);}//若干万数据，测试排序的时间public static void test2() {int len=80000;int arr[]=new int [len];for(int i=0;i<len;i++) {arr[i]=(int) (Math.random()*len);}LocalTime before=LocalTime.now();System.out.println("排序前的时间："+before);quickSort(arr,0,len-1);LocalTime after=LocalTime.now();Duration duration=Duration.between(before, after);System.out.println("排序后的时间："+after);System.out.println("时间差(毫秒)："+duration.toMillis());}private static void quickSort(int[] arr, int lo, int hi) {if(lo>=hi) return ;int partition=partition(arr,lo,hi);quickSort(arr,lo,partition-1);quickSort(arr,partition+1,hi);}private static int partition(int[] arr, int lo, int hi) {//把最左边的元素当作基准值int key=arr[lo];int left=lo; //int right=hi+1;while(true) {//左指针遇到>=key的值，才停下while(arr[++left] < key) {if(left==hi) break;}//右指针遇到<=key的值，才停下while(key < arr[--right]) {if(right==lo) break;}if(left>=right) {//扫描了所有元素，结束循环break;}else {//交换左右指针swap(arr,left,right);}}//right指向的值一定是小于或等于key值，所以交换key和右指针的值swap(arr,lo,right);return right;}/*** 交换数组两个元素* @param arr* @param i* @param j*/private static void swap(int[] arr, int i, int j) {int temp=arr[i];arr[i]=arr[j];arr[j]=temp;}private static void printArr(int[] arr) {for (int i : arr) {System.out.print(i+" ");}System.out.println();}
}

运行结果：

test1()

test2

快速排序的另一种实现

我认为这种写法更容易理解

public static void QuickSort(int []arr,int low,int high) {if(low<high) {int pivotpos=partition(arr,low,high);QuickSort(arr,low,pivotpos-1);QuickSort(arr,pivotpos+1,high);}}private static int partition(int[] arr, int low, int high) {int pivot=arr[low];while(low<high) {//起初，一定要从右边指针开始，因为arr[low]的值已经扔给了pivot，arr[low]//想象成无数字的空位while(low<high&&pivot<=arr[high]) {--high;}//把比pivot的小的数扔到左边指针//把arr[high]扔到arr[low]这个空位上//然后，high位置可以想象成无数字的空位arr[low]=arr[high];while(low<high&&arr[low]<=pivot) {++low;}//把比pivot大的数扔到右边//把arr[low]扔到arr[high]这个空位上//然后，low位置可以想象成是无数字的空位arr[high]=arr[low];}//此时low==high,return high也一样arr[low]=pivot;return low;}
}

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