1. 快排的思想
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,前一部分的所有数据都要小于后一部分的所有数据,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,以此达到整个数据的有序性。
2. 快排实现的核心步骤
①找基准点:一般是数组的第一个元素来充当;
②right:从数组的最后一个元素开始,从右往左,直到找到小于基准点的元素;每次都要right比left先走;
③left:从数组的第一个元素开始,从左往右,直到找到大于基准点的元素;
④交换 left 和 right 所在位置的两个元素;
⑥right 继续往左走,找到小于基准点的元素;left 继续往右走,找到大于基准点的元素;然后 left 和 right 再做交换;循环往复,直到两人相遇;
⑦将相遇点所在位置的元素和基准点所在位置的元素做交换,基准点到了中间位置(此时基准点左边的元素全都小于基准点右边的元素);
⑧【递归】将基准点左边的所有元素当成一个数组,重复①~⑦步骤;基准点右边的所有元素也是如此;
3. 快排的java代码实现
public class A01QuickSort {
public static void main(String[] args) {
A01QuickSort quickSort = new A01QuickSort(); // 测试快排的效率:
// int number = 1000000;
// int[] array = new int[number];
// for (int i = 0; i < array.length; i++) {
// array[i] = new Random().nextInt(number);
// } //配合后面的元素输出,测试快排是否排序准确:
int[] array = new int[] {181,181,187,181};
System.out.println("数组准备完毕~"); long start = System.currentTimeMillis();
quickSort.quickSort(array, 0, array.length - 1);
long end = System.currentTimeMillis();
System.out.println("quickSort 用时:" + (end - start));// 测试结果: 元素为5万个时:11毫秒。50万:66毫秒。100万:136毫秒 //遍历输出数组元素:
quickSort.traverseArray(array);
} /**
* 快排的实现
* @param target
* @param left
* @param right
*/
public void quickSort(int[] target, int left, int right) {
if (left >= right) {
return;
}
int pivot = target[left];// 基准点
int temp;
int i = left;
int j = right;//为什么要声明i和j,因为后面做迭代的时候还需要用到最初的left和right
while (i < j) {//验证array数组至少有2个元素,才要做排序
/**
* 提问:
* 为什么是 while里的判断,为什么是 “target[j] >= pivot”,而不是“target[j] > pivot”???
* 答: 数组[181,181,187,181],分别用上面两种while去测试:
* 如果是">="时,因为 181 >= 181 成立,所以right就会从右往左移;
* 如果是">"时,因为 181 > 181 成立,所以right就不会左移。
* 重点!!!right或left,必须有一方得是移动的!!!否则程序就会进入死循环!!!
*/
// 如果right一直都大于或等于pivot,则继续走,直到找到比pivot小的:
while (target[j] >= pivot && i < j) {
j--;
}
// 如果left一直都小于等于pivot,则继续走,直到找到比pivot大的:
while (target[i] <= pivot && i < j) {
i++;
}
// 此时right < pivot, left > pivot,将i和j做交换:
if (i < j) {//这里做判断是为了right到了left位置时,不用再将执行下面这三行代码了:
temp = target[i];
target[i] = target[j];
target[j] = temp;
}
}
// left和right相遇了:
// ①将相遇点的元素和pivot做交换:
target[left] = target[j];
target[j] = pivot;
// ②基准点两边的元素的分别再做排序:
quickSort(target, left, j - 1);
quickSort(target, j + 1, right);
} //遍历数组
public void traverseArray(int[] array) {
for(int element : array) {
System.out.println(element);
}
}
}
4. 快排的时间复杂度:O(n * log(n))
快排的时间复杂度分析:快排的时间复杂度分析(含图解)