快速排序--java实现

Posted 2021-05-02 Java后端技术栈

什么是快速排序？

维基百科给出的定义

Quicksort（有时称为分区交换排序）是一种O（n log n）高效 排序算法，用作按顺序放置随机访问 文件或数组元素的系统方法。由英国计算机科学家Tony Hoare于1959年开发并于1961年发表，它仍然是一种常用的排序算法。如果实施得当，它可以比其主要竞争对手快两到三倍，合并排序和堆垛。

Quicksort是一种比较排序，意味着它可以对任何类型的项目进行排序，其中定义了“小于”关系（正式，总顺序）。在高效实现中，它不是稳定的排序，这意味着不保留相等排序项的相对顺序。Quicksort可以在阵列上就地操作，需要少量额外的内存来执行排序。它与选择排序非常相似，只是它并不总是选择最坏情况的分区。

快速排序算法的动画可视化。水平线是枢轴值。

 类 排序算法

最糟糕的表现 O（n的2次方）

最佳表现 O（n log n）

平均表现 O（n log n）

最坏的空间复杂性 O（n）

快速排序的数学分析表明，平均而言，该算法需要进行O（nlogn）比较来排序n个项目。在最坏的情况下，它会进行O（n的2次方）比较，尽管这种行为很少见。

java代码如下：

public class QuikSortDemo {
    public static void main(String[] args) {
        int[] data = {3, 6, 1, 9, 4, 2, 5, 12, 10, 7};
        sort(data, 0, 9);
        for (int a : data) {
            System.out.print(a +  " ");
        }
    }

    public static void sort(int[] a,int low,int high){
        int start = low;
        int end = high;
        int key = a[low];
        while(end>start){
            //从后往前比较
            while(end>start&&a[end]>=key)
                //如果没有比关键值小的，比较下一个，
                // 直到有比关键值小的交换位置，
                // 然后又从前往后比较
                end--;
            if(a[end]<=key){
                int temp = a[end];
                a[end] = a[start];
                a[start] = temp;
            }
            //从前往后比较
            while(end>start&&a[start]<=key)
 //如果没有比关键值大的，比较下一个，
 //直到有比关键值大的交换位置
                start++;
            if(a[start]>=key){
                int temp = a[start];
                a[start] = a[end];
                a[end] = temp;
            }
 //此时第一次循环比较结束，
 //关键值的位置已经确定了。
 //左边的值都比关键值小，
 // 右边的值都比关键值大，
 //但是两边的顺序还有可能是不一样的，
 //进行下面的递归调用
        }
        //递归
 if(start>low)
          //左边序列。第一个索引位置到关键值索引-1
            sort(a,low,start-1);
 if(end<high)
          //右边序列。从关键值索引+1到最后一个
            sort(a,end+1,high);
    }
}

结果

这里借鉴于网上的两张图

第一轮排序：

另外一张图就是每轮排序