快速排序（java實現） 快速排序（java實現）

快速排序（java實現）

快速排序

算法思想：基於分治的思想，是冒泡排序的改進型。首先在數組中選擇一個基準點（該基準點的選取可能影響快速排序的效率，後面講解選取的方法），而後分別從數組的兩端掃描數組，設兩個指示標誌（lo指向起始位置，hi指向末尾)，首先從後半部分開始，若是發現有元素比該基準點的值小，就交換lo和hi位置的值，而後從前半部分開始掃秒，發現有元素大於基準點的值，就交換lo和hi位置的值，如此往復循環，直到lo>=hi,而後把基準點的值放到hi這個位置。一次排序就完成了。之後採用遞歸的方式分別對前半部分和後半部分排序，當前半部分和後半部分均有序時該數組就天然有序了。

排序過程：

          

 

算法實現：

public static int partition(int []array,int lo,int hi){
        //固定的切分方式
        int key=array[lo];
        while(lo<hi){
            while(array[hi]>=key&&hi>lo){//從後半部分向前掃描
                hi--;
            }
            array[lo]=array[hi];
            while(array[lo]<=key&&hi>lo){從前半部分向後掃描
                lo++;
            }
            array[hi]=array[lo];
        }
        array[hi]=key;
        return hi;
    }
    
    public static void sort(int[] array,int lo ,int hi){
        if(lo>=hi){
            return ;
        }
        int index=partition(array,lo,hi);
        sort(array,lo,index-1);
        sort(array,index+1,hi); 
    }

快速排序的時間複雜度爲O(NlogN).

 

快速排序的優化

對於基準位置的選取通常有三種方法：固定切分，隨機切分和三取樣切分。固定切分的效率並非太好，隨機切分是經常使用的一種切分，效率比較高，最壞狀況下時間複雜度有可能爲O(N²).對於三數取中選擇基準點是最理想的一種。

三數取中切分：

public static int partition(int []array,int lo,int hi){
        //三數取中
        int mid=lo+(hi-lo)/2;
        if(array[mid]>array[hi]){
            swap(array[mid],array[hi]);
        }
        if(array[lo]>array[hi]){
            swap(array[lo],array[hi]);
        }
        if(array[mid]>array[lo]){
            swap(array[mid],array[lo]);
        }
        int key=array[lo];
        
        while(lo<hi){
            while(array[hi]>=key&&hi>lo){
                hi--;
            }
            array[lo]=array[hi];
            while(array[lo]<=key&&hi>lo){
                lo++;
            }
            array[hi]=array[lo];
        }
        array[hi]=key;
        return hi;
    }
    
    public static void swap(int a,int b){
        int temp=a;
        a=b;
        b=temp;
    }
    public static void sort(int[] array,int lo ,int hi){
        if(lo>=hi){
            return ;
        }
        int index=partition(array,lo,hi);
        sort(array,lo,index-1);
        sort(array,index+1,hi);
    }

 

快速排序在序列中元素不多時，效率將比較低，否則插入排序，所以通常在序列中元素不多時使用插入排序，這樣能夠提升總體效率。

public static void quick(int []array ,int lo,int hi){
        if(hi-lo+1<10){
            insertSort(array);
        }else{
            quickSort(array,lo,hi);
        }
    }