经典算法之快速排序（QuickSort）

原创

Binaire沐辰 2022-08-24 19:57:17 博主文章分类：数据结构与算法 ©著作权

文章标签 算法 java 排序算法快速排序数组 文章分类 数据结构与算法人工智能

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快速排序

通过一趟排序将待排元素分成独立的两部分，其中一部分为比基准数小的元素，另一部分则是比基准数大的元素。然后对这两部分元素再按照前面的算法进行排序，直到每一部分的元素都只剩下一个。

本质上来看，快速排序应该算是在冒泡排序基础上的递归分治法。

算法原理

从数列中挑出一个元素作为基准点
重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面
然后基准值左右两边，重复上述步骤
通过递归把基准值元素左右两侧的数组排序，排完之后，整个数组就排序完成了

图解

问题描述：
给定一个无序排列的数组 nums，使其能够按照有序输出

示例：

输入: nums = [4，3，1，2，9，6],
输出: nums = [1，2，3，4，6，9]

图解如下：

经典算法之快速排序（QuickSort）_排序算法

Java代码实现

核心代码

public class QuickSort {
    //比较 v 是否小于 w
    public static boolean less(Comparable v,Comparable w){
        return v.compareTo(w) < 0;
    }

    //数组元素交换位置
    private static void swap(Comparable[] a,int i,int j){
        Comparable temp;
        temp = a[i];
        a[i] = a[j];
        a[j] = temp;
    }
    //排序
    public static void sort(Comparable[] a){
        int l = 0;
        int h = a.length - 1;
        sort(a,l,h);
    }

    private static void sort(Comparable[] a,int l,int h){
        if (h <= l)  return;
        //对数组进行分组(左右两个数组)
        // i 表示分组之后基准值的索引
        int i = partition(a, l, h);
        //让左边的数组有序
        sort(a,l,i - 1);
        //让有边的数组有序
        sort(a,i + 1,h);
    }

    public static int partition(Comparable[] a,int l,int h){
        //确定基准值
        Comparable key = a[l];
        //定义两个指针
        int left = l;
        int right = h + 1;
        //切分
        while (true){
            //从右向左扫描，移动right指针找一个比基准值小的元素，找到就停止
            while (less(key,a[--right])){
                if (right == l)
                    break;
            }
            //从左向右扫描，移动left指针找一个比基准值大的元素，找到就停止
            while (less(a[++left],key)){
                if (left == h)
                    break;
            }
            if (left>=right){
                break;
            }else {
                swap(a,left,right);
            }
        }
        //交换基准值
        swap(a,l,right);
        return right;
    }
}

public class QuickSortTest {
    public static void main(String[] args) {
        Integer[] arr = {3,1,2,4,9,6};
        QuickSort.sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}
//排序前：{3,1,2,4,9,6}
//排序后：{1,2,3,4,6,9}