在 Pivot 上对数组进行分区

Posted 2023-02-19

【中文标题】在 Pivot 上对数组进行分区

【英文标题】：Partitioning an array on a Pivot

【发布时间】：2012-01-23 00:19:31

【问题描述】：

我正在尝试编写一个简单的算法来围绕枢轴移动元素，使得枢轴左侧的元素小于枢轴，而枢轴右侧的元素大于它（快速排序中的相同步骤）。我已经编写了有效的代码，但之后我将算法更改为以下，但它不起作用。

算法的思路很简单。

有两个指针，一个在数组的开头，一个在数组的末尾。如果 i 指向的元素小于枢轴，则继续跳过它，直到找到更大的元素；并继续递减 j 直到我们找到一个大于较小元素的元素。 【是常用算法】

现在是代码

private  static void sortByPivot(int[] a)


    Random r = new Random();
    int index = r.nextInt(a.length);
    int pivot = a[index];

    System.out.println("pivot = " + pivot);

    int i =0 , j = a.length -1;

    while(true)
        

            while(a[i] <= pivot) i++;

            while( j >0 && a[j] >= pivot) j--;

            if(i <= j)
            
                break;
            
            else
                swap(a,i,j);
               

        

        swap(a,i,index); //swap the pivot and the i

交换例程：

private static void swap(int[] a, int i , int j)

    int temp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = temp;

当我使用以下数组运行它时

  int[] a = 46,3,8,4,2,6,244,76 

以及枢轴摘为4时 输出是

         4 3 8 46 2 6 244 76 

对于位于边缘的其他一些枢轴，我得到一个空指针异常。

实施中是否有任何缺陷。这个逻辑对我来说似乎是正确的。我已经尝试了很长时间，但我无法修复它。

【问题讨论】：

您是否尝试过在调试器中单步执行您的代码，并将它的功能与您的预期进行比较？行为在什么时候出现分歧？

【参考方案1】：

对于多年后来到这里的任何人，我认为问题在于这个条件应该是>=。

if(i <= j)

 break;

看起来代码在第一次迭代中打破了循环。

所有运行的是最后一个交换函数。

【参考方案2】：

逻辑不正确。您刚刚编写了代码。只需花一点时间，在任何输入上干运行这个程序，你就会直接发现缺陷。

更好的方法是采用wikipedia 上描述的方法 这是在快速排序中使用的对数组进行分区的就地版本。希望它能解决你的问题。

【参考方案3】：

检查此implementation。它的工作原理完全相同。试着比较一下，看看哪里出错了。

请注意，如果i <= j，您应该交换a[i] 和a[j] 的值，并从循环中中断。你在 else 上做，这是错误的，因为如果 a[i] 大于枢轴并且a[j] 在你到达 if 时小于枢轴，那么如果i <= j 应该交换它们。

【参考方案4】：

如果您只是想对所有内容进行排序，（我知道您说的是“分区”，但如果对整个内容进行排序会不会有问题？）有内置的方法可以做到这一点

java.util.Arrays.sort(int[] a)
java.util.Arrays.sort(int[] a, int fromIndex, int toIndex)

http://docs.oracle.com/javase/1.4.2/docs/api/java/util/Arrays.html

如果您的要求是自己做（功课！）然后尝试上面的调试方法；把你的期望写在纸上，然后一步一步看会发生什么

【讨论】：

透视例程通常用作排序例程的一部分。所以用一个排序例程来实现它有点违背了这一点......