什么快速排序?

快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

快速排序由C. A. R. Hoare在1960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。

动图演示

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Java代码实现

public class Test {

public static void main(String[] args) {

int[] arr = {1, 3, 6, 9, 2, 5, 11, 4, 8};
print("原数组: ", arr);
quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
print("排序后的数组: ", arr);
}

private static int[] quickSort(int[] arr, int left, int right) {
if (left < right) {
int partitionIndex = partition(arr, left, right);
quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
}
return arr;
}

private static int partition(int[] arr, int left, int right) {
// 设定基准值(pivot)
int pivot = left;
int index = pivot + 1;
for (int i = index; i <= right; i++) {
if (arr[i] < arr[pivot]) {
swap(arr, i, index);
index++;
}
}
swap(arr, pivot, index - 1);
return index - 1;
}

private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}

private static void print(String str, int[] arr) {
for (int i = 0; i <= arr.length - 1; i++) {
if (i == 0) {
System.out.print(str + "[" + arr[i] + ", ");
} else if (i == arr.length - 1) {
System.out.print(arr[i] + "]");
} else {
System.out.print(arr[i] + ", ");
}
}
System.out.println();
}

}

核心原理

从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot)找其正确索引位置的过程.;

算法过程如下

  • 首先我们从数组的left位置取出该数(1)作为基准(base)参照物。
  • 从数组的right位置向前找,一直找到比(base)小的数,
  • 从数组的left位置向后找,一直找到比(base)大的数,
  • 不算循环以上的动作

时间复杂度

O(nlogn) - O(n^2)

快速排序的优缺点

优点:平均性能好,O(nlog2n),2为下标

缺点:不稳定,初始序列有序或基本有序时,时间复杂度降为O(n^2)。

适用场景

适用于随机分布的数据集