快速排序就这么简单

Posted 2021-05-02 Java3y

快速排序就这么简单

从前面已经讲解了冒泡排序、选择排序、插入排序了，本章主要讲解的是快速排序，希望大家看完能够理解并手写出快速排序的代码，然后就通过面试了！如果我写得有错误的地方也请大家在评论下指出。

快速排序的介绍

来源百度百科：

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。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。

快速排序是面试出现的可能性比较高的，也是经常会用到的一种排序，应该重点掌握。

前面一个章节已经讲了递归了，那么现在来看快速排序就非常简单了。

一、第一趟快速排序

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

百度百科的话并没有说到重点，更简单的理解是这样的：在数组中找一个支点(任意),经过一趟排序后，支点左边的数都要比支点小，支点右边的数都要比支点大！

现在我们有一个数组：int arr[]={1,4,5,67,2,7,8,6,9,44};

经过一趟排序之后，如果我选择数组中间的数作为支点：7(任意的)，那么第一趟排序后的结果是这样的：{1,4,5,6,2,7,8,67,9,44}

那么就实现了支点左边的数比支点小，支点右边的数比支点大

二、递归分析与代码实现

现在我们的数组是这样的：{1,4,5,6,2,7,8,67,9,44}，既然我们比7小的在左边，比7大的在右边，那么我们只要将”左边“的排好顺序，又将”右边“的排好序，那整个数组是不是就有序了？想一想，是不是？

又回顾一下递归：”左边“的排好顺序，”右边“的排好序，跟我们第一趟排序的做法是不是一致的？

只不过是参数不一样：第一趟排序是任选了一个支点，比支点小的在左边，比支点大的在右边。那么，我们想要”左边“的排好顺序，只要在”左边“部分找一个支点，比支点小的在左边，比支点大的在右边。

…………..

在数组中使用递归依照我的惯性，往往定义两个变量：L和R，L指向第一个数组元素，R指向在最后一个数组元素

递归出口也很容易找到：如果数组只有一个元素时，那么就不用排序了

所以，我们可以写出这样的代码：

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {1, 4, 5, 67, 2, 7, 8, 6, 9, 44};

        quickSort(arr, 0, 9);

        System.out.println("Java3y   " + arr);


    }

    /**
     * 快速排序
     *
     * @param arr
     * @param L   指向数组第一个元素
     * @param R   指向数组最后一个元素
     */
    public static void quickSort(int[] arr, int L, int R) {
        int i = L;
        int j = R;

        //支点
        int pivot = arr[(L + R) / 2];

        //左右两端进行扫描，只要两端还没有交替，就一直扫描
        while (i <= j) {

            //寻找直到比支点大的数
            while (pivot > arr[i])
                i++;

            //寻找直到比支点小的数
            while (pivot < arr[j])
                j--;

            //此时已经分别找到了比支点小的数(右边)、比支点大的数(左边)，它们进行交换
            if (i <= j) {
                int temp = arr[i];
                arr[i] = arr[j];
                arr[j] = temp;
                i++;
                j--;
            }
        }
        //上面一个while保证了第一趟排序支点的左边比支点小，支点的右边比支点大了。


        //“左边”再做排序，直到左边剩下一个数(递归出口)
        if (L < j)
            quickSort(arr, L, j);

        //“右边”再做排序，直到右边剩下一个数(递归出口)
        if (i < R)
            quickSort(arr, i, R);
    }

三、快速排序优化

来源：http://www.cnblogs.com/noKing/archive/2017/11/29/7922397.html

我这里简单概括一下思路，有兴趣的同学可到上面的链接上阅读：

• 随机选取基准值base(支点随机选取)

• 配合着使用插入排序(当问题规模较小时，近乎有序时，插入排序表现的很好)

• 当大量数据，且重复数多时，用三路快排

四、扩展阅读

原理都是一样的，在细节上有些变化而已

• 它是交换完毕后记录支点的角标，然后再劈开两半进行递归调用

C语言代码实现：

        void QuickSort ( int*arr,int low, int high);
        int FindPos ( int*arr,int low, int high);


        int FindPos ( int*arr,int low, int high)
        {
            int val = arr[low];

            while (low < high) {
                while (low < high && arr[high] >= val)
                    --high;
                arr[low] = arr[high];
                while (low < high && arr[low] <= val)
                    ++low;
                arr[high] = arr[low];
            }
            arr[low] = val;
            return low;
        }


        void QuickSort ( int arr[], int low, int high)
        {
            int pos;
            if (low < high) {
                pos = FindPos(arr, low, high);
                QuickSort(arr, low, pos - 1);//劈两半，左边 
                QuickSort(arr, pos + 1, high); //右边 
            }
            return;
        }

        int main ()
        {
            int arr[ 6]={ 5, 3, -88, 77, 44, -1 } ;
            int i;
            QuickSort(arr, 0, 5);
            for (i = 0; i < 6; i++)
                printf("%d   ", arr[i]);
            printf("\n");
            return 0;
        }