java实现快速排序算法

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排序算法——java实现快速排序

快速排序

1、算法思想
快速排序是由冒泡排序改进而得到的，是一种分区交换排序方法。思想如下：
一趟快速排序采用从两头向中间扫描的方法，同时交换与基准记录逆序的记录。

（1）在待排序的N个记录中任取一个元素(通常取第一个记录)作为基准，称为基准记录；
（2）定义两个索引 left 和 right 分别表示“首索引” 和 “尾索引”，key 表示“基准值”；
（3）首先，尾索引向前扫描，直到找到比基准值小的记录(left != righ)，并替换首索引对应的值；
（4）然后，首索引向后扫描，直到找到比基准值大于的记录(left != righ)，并替换尾索引对应的值；
（5）若在扫描过程中首索引等于尾索引(left = right),则一趟排序结束;将基准值(key)替换首索引对应的值;
（6）再进行下一趟排序时，待排序列被分成两个区:[0,left-1],[righ+1,end]
（7）对每一个分区重复步骤2~6，直到所有分区中的记录都有序，排序成功。

图解：

2、代码实现

/*** 快速排序演示* @author Lvan*/
public class QuickSort {public static void main(String[] args) {int[] arr = {5, 1, 7, 3, 1, 6, 9, 4};quickSort(arr, 0, arr.length - 1);for (int i : arr) {System.out.print(i + "\t");}}/*** @param arr        待排序列* @param leftIndex  待排序列起始位置* @param rightIndex 待排序列结束位置*/private static void quickSort(int[] arr, int leftIndex, int rightIndex) {if (leftIndex >= rightIndex) {return;}int left = leftIndex;int right = rightIndex;//待排序的第一个元素作为基准值int key = arr[left];//从左右两边交替扫描，直到left = rightwhile (left < right) {while (right > left && arr[right] >= key) {//从右往左扫描，找到第一个比基准值小的元素right--;}//找到这种元素将arr[right]放入arr[left]中arr[left] = arr[right];while (left < right && arr[left] <= key) {//从左往右扫描，找到第一个比基准值大的元素left++;}//找到这种元素将arr[left]放入arr[right]中arr[right] = arr[left];}//基准值归位arr[left] = key;//对基准值左边的元素进行递归排序quickSort(arr, leftIndex, left - 1);//对基准值右边的元素进行递归排序。quickSort(arr, right + 1, rightIndex);}
}

3、复杂度

最优的情况下时间复杂度为：O( nlogn )
最差的情况下时间复杂度为：O( n^2 )
快速排序的平均时间复杂度也是：O(nlogn)
最优的情况下空间复杂度为：O(logn) ；每一次都平分数组的情况
最差的情况下空间复杂度为：O( n ) ；退化为冒泡排序的情况