《糊涂算法》之八大排序——快速排序
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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了《糊涂算法》之八大排序——快速排序相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
📚 八大排序算法合集——两万字,8张动图,450行代码。大厂面试必备。
🌲 配套源码地址:《八大排序》源码,提取码:5ehp
哈喽,大家好,我是一条~
今天给大家带来《糊涂算法》专栏的第二期内容——排序算法的讲解。相信无论是初学者学习还是大厂面试,都少不了排序算法这关,即使没学过算法,对冒泡排序也不会陌生。
今天,一条就带大家彻底跨过「排序算法」这道坎,保姆级教程建议收藏。⭐️
准备
古语云:“兵马未动,粮草先行”。想跟着一条一块把「排序算法」弄明白的,建议先准备好以下代码模板。
📢 观看本教程需知道基本循环语法、两数交换、双指针等前置知识。
📚 建议先看完代码和逐步分析后再尝试自己写。
- 新建一个
Java
工程,本文全篇也基于Java语言实现代码。 - 建立如下目录结构
- 在
MainTest
测试类中编写测试模板。
/**
* 测试类
* Author:一条
* Date:2021/09/23
*/
public class MainTest {
public static void main(String[] args) {
//待排序序列
int[] array={6,10,4,5,2,8};
//调用不同排序算法
// BubbleSort.sort(array);
// 创建有100000个随机数据的数组
int[] costArray=new int[100000];
for (int i = 0; i < 100000; i++) {
// 生成一个[0,100000) 的一个数
costArray[i] = (int) (Math.random() * 100000);
}
Date start = new Date();
//过长,先注释掉逐步打印
//BubbleSort.sort(costArray);
Date end = new Date();
System.out.println("耗时:"+(end.getTime()-start.getTime())/1000+"s");
}
}
该段代码内容主要有两个功能:
- 调用不同的排序算法进行测试
- 测试不同排序算法将
10w
个数排好序需要的时间。更加具象的理解时间复杂度的不同
快速排序
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进,相比冒泡排序,每次的交换都是跳跃式的。
基本思想
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。
体现出分治的思想。
动图讲解
代码实现
思路如下:
- 首先在这个序列中找一个数作为基准数,为了方便可以取第一个数。
- 遍历数组,将小于基准数的放置于基准数左边,大于基准数的放置于基准数右边。此处可用双指针实现。
- 此时基准值把数组分为了两半,基准值算是已归位(找到排序后的位置)。
- 利用递归算法,对分治后的子数组进行排序。
public class QuickSort {
public static void sort(int[] array) {
System.out.println("快速排序开始---------");
mainSort(array, 0, array.length - 1);
}
private static void mainSort(int[] array, int left, int right) {
if(left > right) {
return;
}
//双指针
int i=left;
int j=right;
//base就是基准数
int base = array[left];
//左边小于基准,右边大于基准
while (i<j) {
//先看右边,依次往左递减
while (base<=array[j]&&i<j) {
j--;
}
//再看左边,依次往右递增
while (base>=array[i]&&i<j) {
i++;
}
//交换
int temp = array[j];
array[j] = array[i];
array[i] = temp;
}
//最后将基准为与i和j相等位置的数字交换
array[left] = array[i];
array[i] = base;
System.out.println(Arrays.toString(array));
//递归调用左半数组
mainSort(array, left, j-1);
//递归调用右半数组
mainSort(array, j+1, right);
}
}
输出结果
逐步分析
- 将
6
作为基准数,利用左右指针使左边的数<6
,右边的数>6
。 - 对左右两边递归,即左边用
5
作为基准数继续比较。 - 直到
left > right
结束递归。
耗时测试
快速排序为什么这么快?
算法优化
优化一
三数取中(median-of-three):我们目前是拿第一个数作为基准数,对于部分有序序列,会浪费循环,可以用三数取中法优化,感性的小伙伴可自行了解。
优化二
快速排序对于长序列非常快,但对于短序列不如插入排序。可以综合使用。
以上是关于《糊涂算法》之八大排序——快速排序的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章