快速排序

定义

快速排序(Quicksort)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;

示例

下面我们举个例子,来图解快速排序的过程;假如有一个数组[6,8,5,9,3,7],下面我们就对这个数组进行快速排序;


图1

快速排序的第一步,要确定三个值
起始点:left 0(数组起始点)
终点:right 5 (数组结束点)
基准数: key 6 (一般取数组的第一个数)
确定了这三个值,就开始根据基准数进行遍历排序了;
首先从右边right开始寻找比基础数小的数值;
第一次比较:


第一次比较

7>6 right指针左移,继续寻找
第二次比较


第二次比较

绿色块表示已经排过序;
6>3 满足条件 6和3交换位置 left指针右移
交换后的数组
比较后

然后从left指针开始,寻找比基准数大的值;
第三次比较

8>6 满足条件,6和8位置交换,right指针左移
交换后数组:
交换后

然后再从right指针开始,寻找比基准数小的值;


第四次比较

6<9不满足条件,right指针左移,继续比较


第五次比较

6>5,满足条件 ,5和6交换位置,left指针右移
交换后的数组


交换后

交换后发现left和right指针碰头了,即left==right,这时第一轮排序完成,排序完成后的数组为:

第一轮排序完成

可以看到第一轮排序完成后 基准数左边的都比基准数小,右边的都比基准数大,接下来我们只需要继续对left区域和right区域重复以上的排序过程,直到无法再拆分,即left和right区域只剩一个元素时,排序完成;

我们来简述一下整个排序的过程:
1、首先确定基准数,一般为数组的第一个元素,起始点和终点;
2、从终点(right)开始寻找比基准数小的值,如果找到和基准数交换位置;
3、然后从起点(left)开始寻找比基准数大的值,如果找到和基准数交换位置;
4、如此反复(2,3),直到起点和终点碰头(left==right)第一轮比较完成,确定两个区域(left和right) left区都比基准数小,right区都比基准数大;
5、对left和right区重复(1,2,3,4),直到数组不能再拆分,排序完成;

说了这么多,开始撸代码;

public class QuickSort {

    public static void quickSort(int[] array, int start, int end) {

        int left = start;
        int right = end;

        if (left < right) {//保证array至少有两个元素

            int key = array[left];//将数组的起始值付给基准数

            while (left != right) {//结束条件为 left==right

                while (right > left && array[right] >= key)//首先从右边开始寻找比基准数小的值
                    right--;

                array[left] = array[right];//找到后和基准数交换位置

                while (left < right && array[left] <= key)//然后从左边开始寻找比基准数大的值
                    left++;

                array[right] = array[left];//找到后和基准数交换位置
            }

            array[right] = key;//基准数归位 一轮排序完成

            quickSort(array, start, left - 1);//对基准数左侧数据重复以上排序(递归)

            quickSort(array, right + 1, end);//对基准数右侧数据重复以上排序(递归)
        }
    }
}

在主程序中运行测试

private void quickSort() {
        
        int[] a = {6, 8, 5, 9, 3, 7};

        QuickSort.quickSort(a, 0, a.length - 1);

        for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.println("排序后 a[" + i + "] = " + a[i]);
        }

    }

测试结果:


测试结果

ok,快速排序搞定!

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