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算法笔记_015:快速排序（Java）
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1 问题描述
2 解决方案
2.1 快速排序原理简介
2.2 具体编码
1 问题描述
给定一组数据，使用快速排序得到这组数据的非降序排列。
2 解决方案
2.1 快速排序原理简介
引用自百度百科：
快速排序（Quicksort）是对冒泡排序的一种改进。
快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。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。
具体排序过程：
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（PS：即i从数组前开始向后遍历，j从数组后开始向前遍历）；
2）以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[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key的值A[j]，将A[j]和A[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key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；（PS：3）和4）步核心思想就是i向后遍历遇到大于A[0]的元素，停下来等待；j向前遍历遇到小于A[0]的元素，停下来等待；然后交换此时的A[i]和A[j]的值；交换完后，i依旧自增遍历，j依旧自减遍历）
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A[j]不小于key,4中A[i]不大于key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）。
下面来看一个具体排序示例：
给定一组数据：5,3,1,9,8,2,4,7存入数组中
快速排序性能分析：
2.2 具体编码
package com.liuzhen.chapterFive; public class Quicksort { /* * 该函数功能使用快速排序返回数组A的非降序序列 * 输入数组A[0..n]，其子数组为A[start..end] */ public static void getQuicksort(int[] A,int start,int end){ if(start < end){ int s = HoarePartition(A,start,end); //s是分裂位置，即排序结果序列的最终位置 getQuicksort(A,start,(s-1)); getQuicksort(A,(s+1),end); } } /* * 以数组第一个元素为中轴，对子数组进行划分 * 返回分裂点在数组排序结果中的最终位置 */ public static int HoarePartition(int[] A,int start,int end){ int p = A[start]; int i = start+1; int j = end; if(i == j){ if(A[j] >= p) //此时分裂点右方只有一个元素，且大于分裂点处值 return start; } while(i < j){ while(A[i] < p){ if(i == end) break; i = i+1; } while(A[j] >= p){ if(j == (start+1)){ if(A[j] >= p) //此时为分裂点右方全部是大于等于p的元素 return start; break; } j = j-1; } swapArray(A,i,j); } swapArray(A,i,j); //当i>=j撤换最后一次交换 swapArray(A,j,start); return j; } /* * 交换数组中两个不同位置上的元素值 */ public static void swapArray(int[] A,int m,int n){ int temp = A[m]; A[m] = A[n]; A[n] = temp; } //初始化一个随机数组 public static int[] initArray(int n){ int[] result = new int[n]; for(int i = 0;i < n;i++) result[i] = (int)(Math.random()*100); //采用随机函数随机生成1~100之间的数 return result; } public static void main(String[] args){ int[] A = initArray(200); getQuicksort(A,0,(A.length-1)); System.out.println(); for(int i = 0;i < A.length;i++){ if(i%10 == 0) System.out.println(); System.out.print(A[i]+"\t"); } } }
运行结果：
0 0 0 0 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 4 4 4 7 7 7 7 8 8 8 9 9 11 12 12 12 13 13 14 14 15 15 16 16 17 17 18 18 19 19 19 20 20 21 23 24 24 24 24 25 25 25 25 25 26 26 26 27 27 28 28 28 29 29 29 30 30 31 31 34 34 34 35 36 37 37 39 40 40 41 42 42 43 44 44 44 45 45 45 45 47 48 48 48 50 50 50 50 50 51 51 52 53 55 55 56 56 56 57 57 58 58 58 59 60 60 61 62 63 63 63 64 65 65 65 65 66 66 67 68 69 69 69 70 70 72 72 72 74 75 75 76 76 76 76 77 77 77 78 79 79 80 81 81 81 81 82 82 82 83 83 84 84 86 86 86 86 87 87 87 87 87 87 87 87 88 88 89 89 89 90 92 93 93 93 95 95 96 96 96 97 98 98 99 99 99
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