Java 对Prinitive(int ,float等原型数据)数组采用快速排序,对Object对象数组采用归并排序

  优化的归并排序既快速(nlogn)又稳定.

对对象的排序,稳定性很重要。比如成绩单,一开始可能按照人员的学号顺序排好了,要是现在用成绩排,那么应该保证本来张三在李四面前,即使他们成绩相同,张三还是在李四前边,不能在后边。

  快速排序是不稳定的,最坏情况下时间复杂度是O(n^2).

  另外,对象数组中保存的只是对象的引用,这样多次移位并不会造成额外的开销,但是,对象数组对比较次数一般比较敏感,有可能对象的比较比单纯数的比较开销大很多。归并排序在这方面比快速排序做的更好,这也是选择它作为对象排序的一个重要原因之一。

  

  排序优化:实现中快排和归并都采用递归方式,而在递归的底层,也就是待排序的数组长度小于7时,直接使用冒泡排序,而不再递归下去。

  分析:长度为6的数组冒泡排序总比较次数最多也就1+2+3+4+5+6=21次,最好情况下只有6次比较。而快排或归并涉及到递归调用等的开销,其时间效率在n较小时劣势就凸显了,因此这里采用冒泡排序,这也是对快速排序极重要的优化。

  

  源码中的快速排序,主要做了以下几个方面的优化:

  1)当待排序的数组中元素个数较小时,源码中的阈值为7,采用的是插入排序,尽管插入排序的时间复杂度是O(n^2),但是当数组元素较少时,插入排序由于快速排序,因为这时快速排序的递归操作影响性能。

  2)较好的选择了划分元(基准元素)。能够将数组分成大致两个相等的部分,避免出现最坏的情况。例如当数组有序的情况下,选择第一个元素作为划分元,将使算法的时间复杂度达到O(n^2).

 

  源码中选择划分元的方法:

    当数组大小为size=7时,取数组中间元素作为划分元。int n=m>>1;

    当数组大小7<size<=40时,取首、中、末三个元素中间大小的元素作为划分元

    当数组大小size>40时,从待排序数组中教均匀的选择9个元素,选出一个伪中数作为划分元。

  3)根据划分元 v ,形成不变式 v* (<v)* (>v)* v*

   

  普通的快速排序算法,经过一次划分后,将划分元排到素组较中间的位置,左边的元素小于划分元,右边的元素大于划分元,而没有将与划分元相等的元素放在其附近,这一点,在Arrays.sort()中得到了较大的优化。

   

  举例:15、93、15、41、6、15、22、7、15、20

   

  因 7<size<=40,所以在15、6、和20 中选择v = 15 作为划分元。

   

  经过一次换分后: 15、15、7、6、41、20、22、93、15、15. 与划分元相等的元素都移到了素组的两边。

   

  接下来将与划分元相等的元素移到数组中间来,形成:7、6、15、15、15、15、41、20、22、93.

   

  最后递归对两个区间进行排序[7、6]和[41、20、22、93].