简明快速排序写法

Posted 2021-05-02 Mocyx的分享

快速排序代码有几个坑需要注意：
1，partition的过程比较复杂，很容易出错，某些行数很短的代码很简洁但是不容易看懂，不如采用简单直观的方法：用第一个元素作为轴、partition结束之后再把轴swap到中间
2，选轴如果固定选第一个，可能进入worst case，复杂度退化为N2，使用随机选轴来解决这个问题
3，如果有大量重复元素，快速排序同样会陷入N2，此时需要使用三向快速排序：将数组分为小于、等于、大于轴的三部分，我们可以通过两步partition来完成：首先分为小于等于、大于的两部分，然后再进行一次partition，拆分成三部分。

package com.mocyx.algs.sort;
import java.util.Random;import java.util.Scanner;
/** * @author Administrator */public class FastSort { static int[] arrs; static void swap(int a, int b) { int v = arrs[a]; arrs[a] = arrs[b]; arrs[b] = v; }
 static Random random = new Random(System.currentTimeMillis());
 static void choosePovit(int s, int e) { int m = s + random.nextInt(e - s); swap(s, m); }
 /** * @param s * @param e * @param leftEqual true表示把相等的放在左边，false表示把相等的放在右边 * @return */ static int partition(int s, int e, boolean leftEqual) {
 int i = s + 1; int j = e; int pivotValue = arrs[s]; while (true) { if (leftEqual) { while (i <= e && arrs[i] <= pivotValue) { i += 1; } while (j >= s + 1 && arrs[j] > pivotValue) { j -= 1; } } else { while (i <= e && arrs[i] < pivotValue) { i += 1; } while (j >= s + 1 && arrs[j] >= pivotValue) { j -= 1; } } if (i <= e && j >= s + 1 && i <= j) { swap(i, j); i += 1; j -= 1; }else { break; } } swap(s, i - 1); return i - 1; }
 static void sort(int s, int e, int depth) { if (s >= e) { return; } //随机选择轴，避免进入worst case choosePovit(s, e); //第一次partition，小于等于轴的置换到轴右边 int mr = partition(s, e, true); //第二次partition，把等于轴的置换到右侧 swap(s, mr); int ml = partition(s, mr, false); //现在数组分为三块：小于轴 等于轴 大于轴的 sort(s, ml - 1, depth + 1); sort(mr + 1, e, depth + 1); }
 public static void main(String[] args) { Scanner scanner = new Scanner(System.in); int c = scanner.nextInt(); arrs = new int[c]; for (int i = 0; i < c; i++) { arrs[i] = scanner.nextInt(); } sort(0, arrs.length - 1, 1); StringBuilder stringBuilder = new StringBuilder(); for (int i = 0; i < arrs.length; i++) { stringBuilder.append(String.format("%d ", arrs[i])); } System.out.print(stringBuilder.toString()); }}