排序算法传送:
排序算法——java实现冒泡排序
排序算法——java实现选择排序
排序算法——java实现直接插入排序
排序算法——java实现二分法排序
排序算法——java实现希尔排序
排序算法——java实现快速排序
快速排序
1、算法思想
快速排序是由冒泡排序改进而得到的,是一种分区交换排序方法。思想如下:
一趟快速排序采用从两头向中间扫描的方法,同时交换与基准记录逆序的记录。
(1)在待排序的N个记录中任取一个元素(通常取第一个记录)作为基准,称为基准记录;
(2)定义两个索引 left 和 right 分别表示“首索引” 和 “尾索引”,key 表示“基准值”;
(3)首先,尾索引向前扫描,直到找到比基准值小的记录(left != righ),并替换首索引对应的值;
(4)然后,首索引向后扫描,直到找到比基准值大于的记录(left != righ),并替换尾索引对应的值;
(5)若在扫描过程中首索引等于尾索引(left = right),则一趟排序结束;将基准值(key)替换首索引对应的值;
(6)再进行下一趟排序时,待排序列被分成两个区:[0,left-1],[righ+1,end]
(7)对每一个分区重复步骤2~6,直到所有分区中的记录都有序,排序成功。
图解:
2、代码实现
/**
* 快速排序演示
* @author Lvan
*/
public class QuickSort {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 1, 7, 3, 1, 6, 9, 4};
quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
for (int i : arr) {
System.out.print(i + "\t");
}
}
/**
* @param arr 待排序列
* @param leftIndex 待排序列起始位置
* @param rightIndex 待排序列结束位置
*/
private static void quickSort(int[] arr, int leftIndex, int rightIndex) {
if (leftIndex >= rightIndex) {
return;
}
int left = leftIndex;
int right = rightIndex;
//待排序的第一个元素作为基准值
int key = arr[left];
//从左右两边交替扫描,直到left = right
while (left < right) {
while (right > left && arr[right] >= key) {
//从右往左扫描,找到第一个比基准值小的元素
right--;
}
//找到这种元素将arr[right]放入arr[left]中
arr[left] = arr[right];
while (left < right && arr[left] <= key) {
//从左往右扫描,找到第一个比基准值大的元素
left++;
}
//找到这种元素将arr[left]放入arr[right]中
arr[right] = arr[left];
}
//基准值归位
arr[left] = key;
//对基准值左边的元素进行递归排序
quickSort(arr, leftIndex, left - 1);
//对基准值右边的元素进行递归排序。
quickSort(arr, right + 1, rightIndex);
}
}
3、复杂度
- 最优的情况下时间复杂度为:O( nlogn )
- 最差的情况下时间复杂度为:O( n^2 )
- 快速排序的平均时间复杂度也是:O(nlogn)
- 最优的情况下空间复杂度为:O(logn) ;每一次都平分数组的情况
- 最差的情况下空间复杂度为:O( n ) ;退化为冒泡排序的情况