排序算法 #6 快速排序

Posted 2021-05-02 编程狂想曲

欢迎来到算法小课堂，今天讲解的内容是快速排序。

快速排序的基本思想是：

一、选择一个元素作为基准元素。

二、将小于基准元素值的元素放在其前面；大于等于基准元素值的元素放在其后面。

三、对基准元素前面的元素和基准元素后面的元素，分别重复上述两个步骤，直到每一部分为空或只包含一个元素时，快速排序结束。

01

动画演示

定义变量b，指向数组中的第一个元素；定义变量e指向数组的末尾元素。

接着，定义变量i，指向变量b所指向的元素；定义变量j，指向变量b所指向元素的下一个元素。

我们将变量b所指向的元素4作为基准元素。

接着，我们将变量j所指向的元素值和变量b所指向的基准元素值进行比较，有三种情况：

1. 变量j所指向的元素值大于基准元素的值；

2. 变量j所指向的元素值小于基准元素的值；

3. 变量j所指向的元素值等于基准元素的值。

在这里变量j指向的元素5，大于基准元素4，因此变量j向后移动一位，继续考察下一个元素。

此时，变量j所指向的元素3，小于基准元素4，因此，将变量i向后移动一位。

接着，交换变量i和变量j所指向的元素。

我们将变量j继续向后移动一位，考察下一个元素。此时，变量j所指向的元素4等于基准元素4，不做操作。

继续将变量j向后移动一位，考察下一个元素，同样这时变量j指向的元素7大于基准元素，不做操作。

在变量j指向数组的末尾时，接下来要做的就是将基准元素4和变量i所指向的元素3进行位置交换。

完成交换之后，变量i所指向的元素4前面的元素都是小于基准元素的，而其后面的元素都是大于等于基准元素的。

对于小于基准元素的部分和大于等于基准元素的部分，分别重复上述过程，直到每一部分为空或只包含一个元素时快速排序结束。

02

代码实现

public static void sort(int[] arr) { quickSort(arr, 0, arr.length - 1);}
public static void quickSort(int[] arr, int b, int e) { if (b >= e) { return; }
 int p = partition(arr, b, e); // 对基准元素的前面元素进行快排 quickSort(arr, 0, p - 1); // 对基准元素的后面元素进行快排 quickSort(arr, p + 1, e);}
private static int partition(int[] arr, int b, int e) { // 基准元素 int basicValue = arr[b];
 int i = b; for(int j = b + 1; j <= e; j++) { // 当前考察的元素小于基准元素 if (arr[j] - basicValue < 0) { // 变量i先加1 i++; // 变量i和变量j所指向的元素进行位置交换 swap(arr, i, j); } }  // 变量i所指向的元素和基准元素进行位置交换 swap(arr, b, i); // 返回基准元素所在的位置 return i;}

private static void swap(int[] arr, int m, int n) { int temp = arr[m]; arr[m] = arr[n]; arr[n] = temp;}

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