快速排序（快排）

Posted 2020-11-20 yhzhou

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。

算法处理过程（截图参考 坐在马桶上看算法：快速排序）：

代码：

public class QuickSort {

    public static void sort(int[] arr, int low, int high){
        int l = low;
        int h = high;
        int tmp = 0;
        if (l <= h){//扫描低位标小于高位标
            tmp = arr[l];
            while (l != h){//从两边交替扫描，直到l=h
                while (h>l && arr[h]>tmp) h--;
                //从右往左扫描，找到第一个比基准数据小的数，进行替换
                arr[l] = arr[h];
                while (l<h && arr[l]<tmp) l++;
                //从左往右扫描，找到第一个比基准数据大的数，进行替换
                arr[h] = arr[l];
            }
            arr[h] = tmp;
            sort( arr, low, l-1 );  //对基准元素左边的数据进行排序
            sort( arr, h+1, high ); //对基准元素右边的数据进行排序
        }
    }

    public static void main(String[] args){
        int[] arr = {10, 2, 1, 7, 12, 23, 32, 4, 6, 98};
        sort( arr, 0, arr.length-1 );
        for (int i : arr){
            System.out.println(i);
        }
    }

}

时间复杂度：基准数据选择为最大或者最小值时，时间复杂度为O(n^2)，若选择的基准数据为中间数时，时间复杂度为O(nlog₂n)

空间复杂度：O(log₂n)

稳定性：非稳定排序

快排应用

 

把一个0-1串（只包含0和1的串）进行排序，你可以交换任意两个位置，问最少交换的次数？

采用快排，左边的0和右边的1都可以不用管，只计算需要交换的数据次数即可。

伪代码：

000...10100..1111

int count = 0;

for(int i=0,j=len-1; i<j; ++i,--j){

　　for(; (i<j)&&(a[i]==0); ++i);

　　for(; (i<j)&&(a[j]==1); --j);

　　if(i<j) ++count;

}