快速排序Java代码简洁实现
学习过数据结构的同学们都知道,快速排序算法是一种时间复杂度为O(nlogn)的排序算法,在各种排序算法中算是较为高效的方法,企业面试中也经常有手撕快排的环节。本文将阐述算法的基本思想,并用Java代码的形式实现快速排序代码。
算法思想
快速排序主要采用分治的基本思想,每次将一个位置上的数据归位,此时该数左边的所有数据都比该数小,右边所有的数据都比该数大,然后递归将已归位的数据左右两边再次进行快排,从而实现所有数据的归位。
举例
我们有一组待排序数据:
❝5 2 6 9 1 3 4 8 7 10
❞
我们首先拿到数组中的首个数字k=5,并且设置两个指针i和j。将i设置指向数组的起始数字5,j设置指向数组的末尾数字10。首先将j指向的数字与k比较,如果比k小,则将i和j指向的数字交换,如果不小于k则j指针不断向前移动。我们可以看到本例中j的移动过程是10->7->8->4,此时4比5小,则交换4和5,变成了如下序列:
❝4 2 6 9 1 3 5 8 7 10
❞
每次交换后,另一个指针开始移动,i指针不断向后移动,寻找比5大的数字。i的移动过程是4->2->6,此时6比5大,则交换5和6,变成了如下序列:
❝4 2 5 9 1 3 6 8 7 10
❞
再次轮到j指针向前移动,移动过程是6->3,此时3比5小,则交换3和5,变成了如下序列:
❝4 2 3 9 1 5 6 8 7 10
❞
再次轮到i指针向后移动,移动过程是3->9,此时9比5大,则交换9和5,变成了如下序列:
❝4 2 3 5 1 9 6 8 7 10
❞
再次轮到j指针向前移动,移动过程是9->1,此时1比5小,则交换1和5,变成了如下序列:
❝4 2 3 1 5 9 6 8 7 10
❞
此时i指针和j指针相遇,数字5归位。再利用上述思想递归将5左右两边的序列进行排序,最终所有数字归位即可结束。
Java代码实现
public class QuickSort {
private void swap(int[] arr, int i, int j) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
public void quickSort(int[] arr, int start, int end) {
if (start >= end)
return;
int k = arr[start];
int i = start, j = end;
while (i != j) {
while (i < j && arr[j] >= k)
--j;
swap(arr, i, j);
while (i < j && arr[i] <= k)
++i;
swap(arr, i, j);
}
quickSort(arr, start, i - 1);
quickSort(arr, i + 1, end);
}
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {5, 2, 6, 9, 1, 3, 4, 8, 7, 10};
new QuickSort().quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
System.out.println(Arrays.toString(arr));
}
}