快速排序算法是重要的排序算法之一。与合并排序类似，quicksort也采用了分而治之，因此在Java中使用递归实现快速排序算法很容易，但编写quicksort的迭代版本稍微困难一些。这就是为什么面试官现在要求在不使用递归的情况下实现快速排序。面试首先要用Java中的QuasQuo排序算法编写一个程序来排序数组，很有可能你会得到一个递归排序的快速排序，如这里所示。然后，面试官会要求您使用迭代编写相同的算法。
如果您还记得，在解决没有递归的二叉树问题时，我们使用堆栈替换递归。您可以在这里使用相同的技术在Java中编写迭代快速排序程序。堆栈实际上模拟了递归。
迭代快速排序算法
我在工程课上学习了Quicksort，这是当时我能理解的少数算法之一。因为它是一个分而治之的算法，所以您可以选择一个轴并划分数组。与合并排序不同，合并排序也是一种分而治之的算法，所有重要的工作都发生在合并步骤上，而在快速排序中，真正的工作发生在分而治之的步骤上，合并步骤则不重要。
无论您是实现迭代解决方案还是递归解决方案，算法的工作都将保持不变。在迭代解决方案中，我们将使用堆栈而不是递归。下面是在Java中实现迭代快速排序的步骤：
1.将范围(0…n)推入堆栈
2.使用数据透视表对给定数组进行分区
3.弹出顶部元素。
4.如果范围有多个元素，将分区(索引范围)推入堆栈
5.执行上述3个步骤，直到堆栈为空
您可能知道，尽管编写递归算法很容易，但它们总是比迭代算法慢。所以，当面试官要求你从时间复杂度的角度来选择一种方法时，你会选择哪种版本？
好吧，递归和迭代快速排序在平均情况情况下都是O(n log n)在最坏情况情况下都是O(n^2)，但是递归版本更短更清晰。迭代速度更快，可以使用堆栈模拟递归。
这里是我们的Java程序示例，使用for循环和堆栈实现快速排序，而不使用递归。这也被称为迭代快速排序算法。
import java.util.Arrays;
import java.util.Scanner;
import java.util.Stack;
/**
* Java Program to implement Iterative QuickSort Algorithm, without recursion.
*
* @author WINDOWS 8
*/public class Sorting {
public static void main(String args) {
int unsorted = {34, 32, 43, 12, 11, 32, 22, 21, 32};
System.out.println("Unsorted array : "+ Arrays.toString(unsorted));
iterativeQsort(unsorted);
System.out.println("Sorted array : "+ Arrays.toString(unsorted));
}/*
* iterative implementation of quicksort sorting algorithm.
*/public static void iterativeQsort(int numbers) {
Stack stack = new Stack();
stack.push(0);
stack.push(numbers.length);
while (!stack.isEmpty()) {
int end = stack.pop();
int start = stack.pop();
if (end - start < 2) {
continue;
}
int p = start + ((end - start) / 2);
p = partition(numbers, p, start, end);
stack.push(p + 1);
stack.push(end);
stack.push(start);
stack.push(p);
}
}/*
* Utility method to partition the array into smaller array, and
* comparing numbers to rearrange them as per quicksort algorithm.
*/private static int partition(int input, int position, int start, int end) {
int l = start;
int h = end - 2;
int piv = input[position];
swap(input, position, end - 1);
while (l < h) {
if (input[l] < piv) {
l++;
} else if (input[h] >= piv) {
h--;
} else {
swap(input, l, h);
}
}
int idx = h;
if (input[h] < piv) {
idx++;
}
swap(input, end - 1, idx);
return idx;
}/**
* Utility method to swap two numbers in given array
*
* @param arr - array on which swap will happen
* @param i
* @param j
*/private static void swap(int arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
Output:
Unsorted array : [34, 32, 43, 12, 11, 32, 22, 21, 32]
Sorted array : [11, 12, 21, 22, 32, 32, 32, 34, 43][/i][/i]
