快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

在实际中最常用的一种排序算法,速度快,效率高。

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。

快速排序采用的思想是分治思想。

算法介绍:

设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

一趟快速排序的算法是:

1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给x,即x=rands[0];

3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j–),找到第一个小于x的值rands[j],将rands[j]和rands[i]互换;

4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于x的rands[i],将rands[i]和rands[j]互换;

5)重复第3、4步,直到i>=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中rands[j]不小于x,4中rands[i]不大于x的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

下面为快排实现代码:

实现了100个随机数的从小到大排序。

package cn.hncu;

public class quickSort {
public static void main(String[] args) {
int[] rands = new int[100];
for(int i=0;i<rands.length;i++){
rands[i] = (int)(Math.random()*rands.length);
//System.out.print(rands[i]+" ");
}
//int[] rands ={1,17,-25,2,15,-25};
quickSort(rands, 0, rands.length-1);
//System.out.println();
for(int t:rands){
System.out.print(t+" ");
}

}

public static void quickSort(int a[],int p,int r){
if(p<r){
//把数组划分成两个子数组和一个元素
//a[q:r]==>a[p:q-1],a[q],a[q+1:r]
int q = partition(a,p,r);
quickSort(a, p, q-1);
quickSort(a, q+1,r);
}

}

private static int partition(int[] a, int p, int r) {
//快排优化
//随机选择一个a[m]与第一个a[p]交换
int rand = (int)(Math.random()*(r-p));
swap(a,p,p+rand);//rand为0-(r-p)之间的随机数

int x = a[p];//第一个元素为枢轴
int i=p;
int j=r+1;

while(true){
//在右侧定位到比枢轴小的书
while(a[--j]>x); //一定会有一个a[p],不用考虑越界

//在左侧定位到比枢轴大的数
while(a[++i]<x&&i<r);//找左边的

if(i>=j){
break;
}

swap(a,i,j);
}

//把枢轴换到小值区的最后一个元素的位置
swap(a,p,j);

return j;
}

private static void swap(int[] a, int i, int j) {
// System.out.println(a[i]+" "+a[j]);
// a[i]=a[i]^a[j];
// a[j]=a[i]^a[j];
// a[i]=a[i]^a[j];
// System.out.println(a[i]+" "+a[j]);
// System.out.println("---------------------");
//不能用异或来交换a[i]/a[j],因为有可能i,j是相等的,也就是说a[i]和a[j]就是同一个数
//异或的特点:
//和0做异或保持原值不变,和1做异或得到原值的相反值。
//自己和自己异或结果为0;

int t=a[i];
a[i]=a[j];
a[j]=t;
}
}