快速排序的原理,图解,代码实现,时间复杂度分析

    技术2022-07-12  85

    冒泡排序、插入排序、选择排序

    希尔排序

    归并排序

    快速排序

    排序原理图解排序过程代码的实现代码实现的API分组原理拆分原理图解代码实现 时间复杂度分析

    快速排序是对冒泡排序的一种改进,他的思路是:通过一趟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。

    排序原理

    首先设定一个分界值(一般将待排序数字的第一个作为分界值)通过该分界值将数组分成左右两部分。将大于或等于分界值的数据放到数组右边,小于分界值的数据放到数组的左边。此时左边部分中各元素都小于或等于分界值,而右边部分中各元素都大于或等于分界值。然后,左边右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据,又可以取一个分界值,将该部分数据分成左右两部分,同样在左边放置较小值,右边放置较大值,右侧的数组数据也可以做类似处理。重复上述过程,可以看出,这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后,在递归排好右侧部分的顺序。当左侧和右侧两部分的数据排完序后,整个数组的排序也就完成了。

    图解排序过程

    {6,1,2,7,9,3,4,5,8}

    代码的实现

    代码实现的API

    public static boolean greater( int a,int b) 比较两个数之间的大小public static void exch(int[] a,int i,int j) 交换索引i处与索引j处的值public static void sort(int[] a) 对数组a进行排序public static void sort(int[] a,int lo,int hi) 对数组a从索引lo到索引hi进行排序public static int partition(int[] a,int lo,int hi) 对数组a中,从索引lo到索引hi之间的元素进行分组,并返回分组界限对应的索引下标

    分组原理

    把一个数组分成两个数组的基本思想:

    找一个基准值(一般找数组的第一个元素),用两个指针分别指向数组的头部和尾部。先从尾部向头部开始搜索一个比基准值小的元素,搜索到即停止,并记录指针的位置。再从头部向尾部开始搜索一个比基准值大的元素,搜索到即停止,并记录指针的位置。交换当前左指针位置和右指针位置的元素。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。

    拆分原理图解

    代码实现

    import java.util.Arrays; public class SortQuick { public static void main(String[] args) { int[] array=new int[]{8,4,5,7,1,3,6,2}; sort(array); System. out. println(Arrays . toString(array)); } /** * 比较两个数之间的大小 * @param a * @param b * @return */ public static boolean greater( int a,int b){ return a>b; } /** * 交换两个数的位置 * @param a * @param i * @param j */ public static void exch(int[] a,int i,int j){ int temp=a[i]; a[i]=a[j]; a[j]=temp; } /** * 对元素进行排序 * @param a */ public static void sort(int[] a){ int lo=0; int hi=a.length-1; //从lo索引处到hi所引处进行排序 sort(a,lo,hi); } /** * 对数组元素从索引到索引的排序 * @param a * @param lo * @param hi */ public static void sort(int[] a,int lo,int hi){ if(hi<=lo){ return; } //对lo-hi之间数据进行分组 int partition=partition(a,lo,hi); //分别每一组数据进行排序 sort(a,lo,partition); sort(a,partition+1,hi); } /** * 对数组进行分组,并返回分组分界线对应的索引下标 * @param a * @param lo * @param mid * @param hi */ public static int partition(int[] a,int lo,int hi){ //确定分界值 int key=a[lo]; //定义左右指针 int left=lo; int right=hi+1; //切分 while(true){ //先从右到左进行寻找 while(greater(a[--right], key)){ if(right==lo){ break; } } //从左到右,知道找到大于Key的位置 while(greater(key,a[++left])){ if(left==hi){ break ; } } if(left>=right){ break ; }else{ exch(a,left, right); } } //交换临界值的位置 exch(a,lo,right); return right; } }

    时间复杂度分析

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