图解快速排序,动图+代码+分析
简述:图解:代码:方法:测试:结果:分析:时间复杂度空间复杂度稳定性
简述:
快速排序(QuickSort)是对冒泡排序的一种改进
它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成两个独立的部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据要小,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,以此达到将整个序列变成有序序列。
快排利用的是一种分治的思想,就是把一个复杂的问题分成两个或更多的相同或相似的子问题,再把子问题分成更小的子问题……直到最后子问题可以简单的直接求解。
图解:
代码:
方法:
1public void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
2 if (left > right) {
3 return;
4 }
5 int i = left;
6 int j = right;
7 int pivot = arr[i];
8 while (i < j) {
9 while (i < j && pivot < arr[j]) {
10 j--;
11 }
12 while (i < j && pivot >= arr[i]) {
13 i++;
14 }
15 if (i < j) {
16 swap(arr, i, j);
17 }
18 }
19 swap(arr, i, left);
20 quickSort(arr, left, i - 1);
21 quickSort(arr, i + 1, right);
22}
23private void swap(int[] arr, int i, int j) {
24 int temp = arr[i];
25 arr[i] = arr[j];
26 arr[j] = temp;
27}
测试:
1 public static void main(String[] args) {
2 Test test = new Test();
3 int[] arr = new int[]{4, 1, 5, 2, 6, 3};
4 System.out.println(Arrays.toString(arr));
5 test.quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
6 System.out.println(Arrays.toString(arr));
7 }
结果:
1[4, 1, 5, 2, 6, 3]
2[1, 2, 3, 4, 5, 6]
分析:
时间复杂度
我们可以利用递归树对快速排序的时间复杂度做简单的分析。我们假设每次分解都是一分为2,则可以画出如下的递归树。
即求快速排序的时间复杂度等于O(n*h),h为二叉树的高度,即最终求的快速排序的时间复杂度为O(nlogn),这个时候可能有一个疑问,我们不能保证每次分解数组都是一分为2,分解数组所占原数组只比,只影响log的底数,假设每次分解数组都会将数组分解成1/10、9/10,则递归树最长路径为:log以10/9为底,n的对数,最短路径为:lgn,此时底数可忽略不计,时间复杂度仍是O(nlogn)(底数相当于常数)
空间复杂度
快速排序没有用到额外的存储空间,所以它的空间复杂度是O(1),即原地排序
稳定性
快速排序不是稳定排序,即原数组中存在[..i,..i..],经过排序后,两个i的顺序可能会被颠倒,与pivot有关。
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