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快速排序就这么简单

Java3y 2019-11-08

快速排序就这么简单

从前面已经讲解了冒泡排序、选择排序、插入排序了,本章主要讲解的是快速排序,希望大家看完能够理解并手写出快速排序的代码,然后就通过面试了!如果我写得有错误的地方也请大家在评论下指出。

快速排序的介绍

来源百度百科:

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。

快速排序是面试出现的可能性比较高的,也是经常会用到的一种排序,应该重点掌握。

前面一个章节已经讲了递归了,那么现在来看快速排序就非常简单了。

一、第一趟快速排序

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

百度百科的话并没有说到重点,更简单的理解是这样的:在数组中找一个支点(任意),经过一趟排序后,支点左边的数都要比支点小,支点右边的数都要比支点大!

现在我们有一个数组:int arr[]={1,4,5,67,2,7,8,6,9,44};

经过一趟排序之后,如果我选择数组中间的数作为支点:7(任意的),那么第一趟排序后的结果是这样的:{1,4,5,6,2,7,8,67,9,44}

那么就实现了支点左边的数比支点小,支点右边的数比支点大

二、递归分析与代码实现

现在我们的数组是这样的:{1,4,5,6,2,7,8,67,9,44},既然我们比7小的在左边,比7大的在右边,那么我们只要将”左边“的排好顺序,又将”右边“的排好序,那整个数组是不是就有序了?想一想,是不是?

又回顾一下递归:”左边“的排好顺序,”右边“的排好序,跟我们第一趟排序的做法是不是一致的?

只不过是参数不一样:第一趟排序是任选了一个支点,比支点小的在左边,比支点大的在右边。那么,我们想要”左边“的排好顺序,只要在”左边“部分找一个支点,比支点小的在左边,比支点大的在右边。

…………..

在数组中使用递归依照我的惯性,往往定义两个变量:LRL指向第一个数组元素,R指向在最后一个数组元素

递归出口也很容易找到:如果数组只有一个元素时,那么就不用排序了

所以,我们可以写出这样的代码:

    public static void main(String[] args) {
       int[] arr = {1, 4, 5, 67, 2, 7, 8, 6, 9, 44};

       quickSort(arr, 0, 9);

       System.out.println("Java3y   " + arr);


   }

   /**
    * 快速排序
    *
    * @param arr
    * @param L   指向数组第一个元素
    * @param R   指向数组最后一个元素
    */

   public static void quickSort(int[] arr, int L, int R) {
       int i = L;
       int j = R;

       //支点
       int pivot = arr[(L + R) / 2];

       //左右两端进行扫描,只要两端还没有交替,就一直扫描
       while (i <= j) {

           //寻找直到比支点大的数
           while (pivot > arr[i])
               i++;

           //寻找直到比支点小的数
           while (pivot < arr[j])
               j--;

           //此时已经分别找到了比支点小的数(右边)、比支点大的数(左边),它们进行交换
           if (i <= j) {
               int temp = arr[i];
               arr[i] = arr[j];
               arr[j] = temp;
               i++;
               j--;
           }
       }
       //上面一个while保证了第一趟排序支点的左边比支点小,支点的右边比支点大了。


       //“左边”再做排序,直到左边剩下一个数(递归出口)
       if (L < j)
           quickSort(arr, L, j);

       //“右边”再做排序,直到右边剩下一个数(递归出口)
       if (i < R)
           quickSort(arr, i, R);
   }

三、快速排序优化

来源:http://www.cnblogs.com/noKing/archive/2017/11/29/7922397.html

我这里简单概括一下思路,有兴趣的同学可到上面的链接上阅读:

  • 随机选取基准值base(支点随机选取)

  • 配合着使用插入排序(当问题规模较小时,近乎有序时,插入排序表现的很好)

  • 当大量数据,且重复数多时,用三路快排

四、扩展阅读

原理都是一样的,在细节上有些变化而已

  • 它是交换完毕后记录支点的角标,然后再劈开两半进行递归调用

C语言代码实现:

        void QuickSort ( int*arr,int low, int high);
       int FindPos ( int*arr,int low, int high);


       int FindPos ( int*arr,int low, int high)
       
{
           int val = arr[low];

           while (low < high) {
               while (low < high && arr[high] >= val)
                   --high;
               arr[low] = arr[high];
               while (low < high && arr[low] <= val)
                   ++low;
               arr[high] = arr[low];
           }
           arr[low] = val;
           return low;
       }


       void QuickSort ( int arr[], int low, int high)
       
{
           int pos;
           if (low < high) {
               pos = FindPos(arr, low, high);
               QuickSort(arr, low, pos - 1);//劈两半,左边
               QuickSort(arr, pos + 1, high); //右边
           }
           return;
       }

       int main ()
       
{
           int arr[ 6]={ 5, 3, -88, 77, 44, -1 } ;
           int i;
           QuickSort(arr, 0, 5);
           for (i = 0; i < 6; i++)
               printf("%d   ", arr[i]);
           printf("\n");
           return 0;
       }


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