快排 java實現

快排 java實現

快速排序使用分治法（Divide and conquer）策略來把一個序列（list）分爲較小和較大的2個子序列，而後遞歸地排序兩個子序列。

快排的核心思想是：將要排序的序列（假設下標是從start到end）中選任意一個數據做爲pivot(分區點，也叫基準點)，而後遍歷數據，將小於pivot 的數據放在pivot的前面，大於等於 pivot 的數據放在pivot的後面。以後遞歸的將兩個子序列排序。

過程以下。

這裏咱們給出的是原地排序的實現，也就是算法的執行過程當中不須要額外的空間。

public class Quick {
    // 快速排序，a是數組，n表示數組的大小
    public static void quickSort(int[] a, int n) {
        quickSortInternally(a, 0, n - 1);
    }

    // 快速排序遞歸函數
    private static void quickSortInternally(int[] a, int start, int end) {
        if (start >= end) {
            return;
        }

        int q = partition(a, start, end); // 獲取分區點
        quickSortInternally(a, start, q - 1);
        quickSortInternally(a, q + 1, end);
    }
}

上面的這個是遞歸實現的，能夠看出跟歸併排序的代碼有點類似，這裏最主要的就是分區點的獲取。

private static int partition(int[] a, int start, int end) {
    int pivot = a[end];
    int i = start;
    for (int j = start; j < end; ++j) {
        if (a[j] < pivot) {
            if (i == j) {
                ++i;
            } else {
                swap(a, i, j);
                ++i;
            }
        }
    }
    swap(a, i, end);
    return i;
}

public static void swap(int[] a, int i, int j) {
    int tmp = a[i];
    a[i] = a[j];
    a[j] = tmp;
}

在這裏咱們的分區點都是選擇須要排列的數組的最後一個節點。下面有第一個分區點的獲取步驟的演示，能夠看看。

能夠看出 i 始終指向的是數組中第一個值大於分區點的節點，j 則是遍歷數組，尋找值小於分區點的節點，而後與i指向的節點交換位置，以後i++，這樣當j遍歷一遍數組後i左邊的都是值小於分區點的，i右邊都是值大於等於分區點，最後i與分區點交換位置。這樣第一遍遍歷就完成了。

快排是一種原地、不穩定的算法，他的時間複雜度是 O(nlogn)，相比較於歸併排序，快排具備空間的優點，可是他的時間複雜度並不如歸併排序那麼穩定，當須要排列的數組近乎有序時，咱們仍選擇最後一個元素做爲分區點的話，快排的時間複雜度就變成了O(n²)了，