快速排序 Java 针对重复元素

与归并排序一样，快速排序也是采用分治策略。但是归并排序的计算量主要集中在有序子序列的合并上，而子序列的划分几乎不花费时间。快速排序恰恰相反，可以在o(1)的时间内完成子序列的合并，对于将原问题划分上需要花费O(n)的时间。对于子序列的划分上，可能的划分是极不平等的，因此该算法不能保证最坏情况下的O（nlogn）的时间复杂度。一般来说，快排是首选的算法。

因此：版本一

package Basic.QuickSort;
import java.util.Random;
/*** 该方法对于出现大量的重复元素的时候，轴点位置总是接近与lo，子序列的划分极不均匀，二分递归退化为线性递归，递归深度接近于O(n)，运行时间接近于O(n2)* 在移动lo和hi时，同时比较相邻元素的：lo与hi会交替移动，二者移动的距离大致相等。见于第二版本，而对于重复元素不多的时候，法二反而会增加计算量。*/
public class QuickSort_v1 {public static void main(String[] args) {int[] array = {9, 10, 5, 84, 2, 45, 1, 4, 56, 1};quickSort(array, 0, array.length - 1);for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.println(array[i]);}}public static void quickSort(int[] array, int lo, int hi) {if (lo >= hi) return;int mid = partition(array, lo, hi);quickSort(array, lo, mid - 1);quickSort(array, mid + 1, hi);}private static int partition(int[] array, int lo, int hi) {swap(array, lo, hi);int key = array[lo];while (lo < hi) {while (lo < hi && array[hi] >= key) hi--;array[lo] = array[hi];while (lo < hi && array[lo] <= key) lo++;array[hi] = array[lo];}array[hi] = key;return hi;}private static void swap(int[] array, int lo, int hi) {int temp = 0;Random r = new Random();int k = r.nextInt(10) % (hi - lo + 1) + lo;temp = array[lo];array[lo] = array[k];array[k] = temp;}
}

版本二：
该方法对于出现大量的重复元素的时候，轴点位置总是接近与lo，子序列的划分极不均匀，二分递归退化为线性递归，递归深度接近于O(n)，运行时间接近于O(n2)在移动lo和hi时，同时比较相邻元素的：lo与hi会交替移动，二者移动的距离大致相等。见于第二版本，而对于重复元素不多的时候，法二反而会增加计算量。

package Basic.QuickSort;import java.util.Random;import static Basic.QuickSort.QuickSort_v1.quickSort;/*** */
public class QuickSort_v2 {public static void main(String[] args) {int[] array = {9, 10, 5, 84,56 ,96,2, 45, 1, 4, 56,1,10000};quickSort2(array, 0, array.length - 1);for (int i = 0; i < array.length; i++) {System.out.println(array[i]);}}public static void quickSort2(int[] array, int lo, int hi) {if (lo >= hi) return;int mid = partition(array, lo, hi);quickSort(array, lo, mid - 1);quickSort(array, mid + 1, hi);}private static int partition(int[] array, int lo, int hi) {swap(array, lo, hi);int key = array[lo];while (lo < hi) {while (lo < hi) {if (key < array[hi]) hi--;else {array[lo++] = array[hi];break;}}while (lo < hi) {if (array[lo] < key) lo++;else {array[hi--] = array[lo];break;}}}array[lo] = key;return lo;}private static void swap(int[] array, int lo, int hi) {int temp = 0;Random r = new Random();int k = r.nextInt(10) % (hi - lo + 1) + lo;temp = array[lo];array[lo] = array[k];array[k] = temp;}
}

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