• 快速排序 JAVA实现


    快速排序,首先借用啊哈算法中的理论

    方法其实很简单:分别从初始序列“6  1  2 7  9  3  4  5 10  8”两端开始“探测”。先从右往左找一个小于6的数,再从左往右找一个大于6的数,然后交换他们。这里可以用两个变量i和j,分别指向序列最左边和最右边。我们为这两个变量起个好听的名字“哨兵i”和“哨兵j”。刚开始的时候让哨兵i指向序列的最左边(即i=1),指向数字6。让哨兵j指向序列的最右边(即j=10),指向数字8。

     
           首先哨兵j开始出动。因为此处设置的基准数是最左边的数,所以需要让哨兵j先出动,这一点非常重要(请自己想一想为什么)。哨兵j一步一步地向左挪动(即j--),直到找到一个小于6的数停下来。接下来哨兵i再一步一步向右挪动(即i++),直到找到一个数大于6的数停下来。最后哨兵j停在了数字5面前,哨兵i停在了数字7面前。
     
     
     

           现在交换哨兵i和哨兵j所指向的元素的值。交换之后的序列如下。

            6  1  2  5  9 3  4  7  10  8
     
     
     
            到此,第一次交换结束。接下来开始哨兵j继续向左挪动(再友情提醒,每次必须是哨兵j先出发)。他发现了4(比基准数6要小,满足要求)之后停了下来。哨兵i也继续向右挪动的,他发现了9(比基准数6要大,满足要求)之后停了下来。此时再次进行交换,交换之后的序列如下。
            6  1  2 5  4  3  9  7 10  8
     
            第二次交换结束,“探测”继续。哨兵j继续向左挪动,他发现了3(比基准数6要小,满足要求)之后又停了下来。哨兵i继续向右移动,糟啦!此时哨兵i和哨兵j相遇了,哨兵i和哨兵j都走到3面前。说明此时“探测”结束。我们将基准数6和3进行交换。交换之后的序列如下。
            3  1 2  5  4  6  9 7  10  8
     
     
            到此第一轮“探测”真正结束。此时以基准数6为分界点,6左边的数都小于等于6,6右边的数都大于等于6。回顾一下刚才的过程,其实哨兵j的使命就是要找小于基准数的数,而哨兵i的使命就是要找大于基准数的数,直到i和j碰头为止。
     
            OK,解释完毕。现在基准数6已经归位,它正好处在序列的第6位。此时我们已经将原来的序列,以6为分界点拆分成了两个序列,左边的序列是“3  1 2  5  4”,右边的序列是“9  7  10  8”。接下来还需要分别处理这两个序列。因为6左边和右边的序列目前都还是很混乱的。不过不要紧,我们已经掌握了方法,接下来只要模拟刚才的方法分别处理6左边和右边的序列即可。现在先来处理6左边的序列现吧。
     
            左边的序列是“3  1  2 5  4”。请将这个序列以3为基准数进行调整,使得3左边的数都小于等于3,3右边的数都大于等于3。好了开始动笔吧。
     
            如果你模拟的没有错,调整完毕之后的序列的顺序应该是。
            2  1  3  5  4
     
            OK,现在3已经归位。接下来需要处理3左边的序列“2 1”和右边的序列“5 4”。对序列“2 1”以2为基准数进行调整,处理完毕之后的序列为“1 2”,到此2已经归位。序列“1”只有一个数,也不需要进行任何处理。至此我们对序列“2 1”已全部处理完毕,得到序列是“1 2”。序列“5 4”的处理也仿照此方法,最后得到的序列如下。
            1  2  3 4  5  6 9  7  10  8
     
            对于序列“9  7  10  8”也模拟刚才的过程,直到不可拆分出新的子序列为止。最终将会得到这样的序列,如下。
            1  2  3 4  5  6  7  8 9  10
     
            到此,排序完全结束。细心的同学可能已经发现,快速排序的每一轮处理其实就是将这一轮的基准数归位,直到所有的数都归位为止,排序就结束了。下面上个霸气的图来描述下整个算法的处理过程。
     
    之后附上java代码
    public class Main {
    public static void main(String[] args) {
    int arr[] = {1,2,67,4,8,5,9,3,7,3};
    quickSort(arr,0,arr.length-1);
    print(arr);
    }
    public static void quickSort(int arr[],int left,int right){
    if(right<=left){ //这个判断很重要,在做递归时,是终止条件。意思是当右边界小于等于左边界就停止。
    return;
    }
    int temp = arr[left];//设置基准值,比基准值小的在基准值左侧,比基准值小的在基准值右侧,并且我在这里将基准值设置为左边界。
    int i = left; //因为每次递归中要对left和right进行操作,为了不改变left和right的值,所以设置变量,操作变量。
    int j = right;
    while (i!=j){ //判定条件,当左边界等于右边界时结束。
    while (arr[j]>=temp&&i<j){ //从右边界开始找到一个比基准值小的数,一定要从右边界开始,这样才能保证在最后一个数,也就是当i=j是,那个数是小于基准值的数。
    j--;
    while (arr[i]<=temp&&i<j){//从左边界开始找到一个比基准值大的数。
    i++;
    }
    swap(arr,i,j); //将比基准值大的数和比基准值小的数进行交换。
    }
    arr[left] = arr[i]; //进行到这,说明已经找到了基准值的位置,此时将基准值归位,也就是left和基准值应该在的位置交换。
    arr[i] = temp; //这行加上上一行加上上面 int temp = arr[left]完成交换,三行代码正好是一个交换过程。
    quickSort(arr,left,i); //将基准值左侧递归调用来排序。
    quickSort(arr,i+1,right);//将基准值右侧递归调用来排序。
    //有人会问为什么这样递归,因为它体现的是分治的思想,分成一个个小部分,
    } //最后只剩下一个,也就不用排序了,所以上面right<=left时返回。
    public static void swap(int arr[],int i,int j){
    int temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
    }
    public static void print(int arr[]){
    for (int i=0;i<arr.length;i++){
    System.out.print(arr[i]+" ");
    }
    }
    }
    这里完事就结束了~~有什么问题可以问我,转发请标明。
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