快速排序（java）

Posted 2020-10-03 诺-诺

快速排序是冒泡排序的优化，是一种非常高效的排序， 甚至是目前为止最高效的排序，其思想是这样的：设数组a中存放了n个数据元素，low为数组的低端下标，high为数组的高端下标，从数组a中任取一个元素（通常取a[low]）做为标准元素，以该标准元素调整数组a中其他各个元素的位置，使排在标准元素前面的元素均小于标准元素，排在标准元素后面的均大于或等于标准元素，由此将数组根据标准元素分解成了两个子数组。对这两个子数组中的元素分别再进行方法类同的递归快速排序。算法的递归出口条件是low≥high。

可能讲到这里你不太懂， 但是看完步骤之后你一定会懂得。

步骤如下：

1、有一个数据a [ n ]，

2、定义一个低端下标 low 和 一个高端下标 high；

3、定义i, j 两个变量；

4、设置条件：如果 low >= high 算法结束，否则进行以下步骤；

5、取数组第一个数作为标准   int  standar， j = high, i = low

6、当 i  < j 时， 从数组最后向前寻找，如果条件满足 i < j（因为可能在找的过程中i 和  j 的值发生了改变） , 并且a[ j ] >=  standar， j--

　　不满足时停止 ，令  a[ i ] = a[ j ]， 然后 i 的下标右移 i++；

7、当 i  < j 时， 从数组开始向后寻找，如果条件满足 i < j（因为可能在找的过程中i 和  j 的值发生了改变） , 并且a[ i ] <=  standar， i++

　　不满足时停止 ，令  a[ j ] = a[ i ]， 然后 i 的下标左移 j--；

8、退出整个循环体、令 i 位置的值为standar

9、递归数组的两个子数组

 

对应代码为：

package quickSort;

public class QuickSort {
    public int[] quicksort(int a[], int low, int high) {
        int i, j;
        if (low >= high) {
            return a;
        } else {
            int standar = a[low];
            i = low;
            j = high;
            while (i < j) {
                while (i < j && a[j] >= standar) {
                    j--;
                }
                if(i < j){
                    a[i] = a[j];
                    i++;
                }
                
                while (i < j && a[i] < standar) {
                    i++;
                }                
                if(i < j){
                    a[j] = a[i];
                    j--;
                }                        
            }
            a[i] = standar;
            quicksort(a, low, i - 1);
            quicksort(a, i + 1, high);
            return a;
        }
    }

    public int[] sort(int a[], int low, int high) {
        a = quicksort(a, low, high);
        return a;
    }
}

测试类为：

package Test;

import org.omg.CORBA.Current;

import bubbleSort.BubbleSort;
import insertSort.InsertSort;
import quickSort.QuickSort;
import selectSort.SelectSort;

public class Test {
    public static void main(String[] args) {

        QuickSort quickSort = new QuickSort();
        int[] array = createArray();
        long ct1 = System.currentTimeMillis();    
        int[] arrays = quickSort.sort(array, 0, array.length - 1);
        long ct2 = System.currentTimeMillis();
        display(arrays);
        
        System.out.println("所消耗的时间：" + (ct2 - ct1));

    }

    public static void display(int[] arrays) {
        System.out.println("排序后数据：");
        for (int i = 0; i < arrays.length; i++) {
            System.out.print(arrays[i] + "\\t");
            if ((i + 1) % 10 == 0) {
                System.out.println();
            }
        }
        System.out.println();
    }

    public static int[] createArray() {
        int[] array = new int[100000];    
        System.out.println("数组中元素是：");
        for (int i = 0; i < 100000; i++) {
            array[i] = (int) (Math.random() * 1000);
            System.out.print(array[i] + "\\t");
            if ((i + 1) % 10 == 0) {
                System.out.println();
            }
        }
        
        System.out.println();
        return array;
    }
}

时间复杂度：

 

经过计算：10000个数的排序时间为2 ms， 100000个数的排序时间为 40ms ， 比上次测试的 冒泡排序14000ms  快了  300多倍。