爲何quicksort比mergesort更好？

我在接受採訪時被問到這個問題。 他們都是O（nlogn），但大多數人使用Quicksort而不是Mergesort。 這是爲何？

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#1樓

在全部條件相同的狀況下，我但願大多數人都能使用最方便的東西，並且每每是qsort（3）。 除了快速排序以外，已知數組上的快速排序很是快，就像mergesort是列表的常見選擇同樣。

我想知道爲何看到基數或桶排序這麼罕見。 它們是O（n），至少在鏈表上，所須要的只是將密鑰轉換爲序數的一些方法。 （字符串和浮點數工做正常。）

我認爲緣由與計算機科學的教學方式有關。 我甚至不得不向算法分析的講師證實，確實能夠比O（n log（n））更快地排序。 （他有證據證實你不能比O（n log（n））更快地進行比較 ，這是真的。）

在其餘新聞中，浮點數能夠按整數排序，但您必須在以後轉換負數。

編輯：實際上，這是一種更加惡毒的方式來整理浮點數 - 整數： http ： //www.stereopsis.com/radix.html 。 請注意，不管您實際使用哪一種排序算法，均可以使用位翻轉技巧...

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#2樓

對於原始值的DualPivotQuickSort帶來的變化，答案會略微傾向於快速排序。 它在JAVA 7中用於在java.util.Arrays中進行排序

It is proved that for the Dual-Pivot Quicksort the average number of
comparisons is 2*n*ln(n), the average number of swaps is 0.8*n*ln(n),
whereas classical Quicksort algorithm has 2*n*ln(n) and 1*n*ln(n)
respectively. Full mathematical proof see in attached proof.txt
and proof_add.txt files. Theoretical results are also confirmed
by experimental counting of the operations.

你能夠在這裏找到JAVA7的實現 - http://grepcode.com/file/repository.grepcode.com/java/root/jdk/openjdk/7-b147/java/util/Arrays.java

關於DualPivotQuickSort的更多精彩閱讀 - http://permalink.gmane.org/gmane.comp.java.openjdk.core-libs.devel/2628

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#3樓

「然而大多數人使用Quicksort而不是Mergesort。爲何會這樣？」

沒有給出的一個心理緣由就是Quicksort更加巧妙地命名。 即良好的營銷。

是的，具備三重分區的Quicksort多是最好的通用排序算法之一，可是沒有克服「快速」排序聽起來比「合併」排序更強大的事實。

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#4樓

快速排序是最壞狀況O（n ^ 2），可是，平均狀況始終執行合併排序。 每一個算法都是O（nlogn），但你須要記住，在談論Big O時，咱們忽略了較低的複雜因素。 當涉及常數因素時，快速排序比合並排序有顯着改進。

合併排序還須要O（2n）內存，而快速排序能夠就地完成（只須要O（n））。 這是快速排序一般優於合併排序的另外一個緣由。

額外信息：

當樞軸選擇不當時，會發生最快的快速排序。 請考慮如下示例：

[5,4,3,2,1]

若是選擇樞軸做爲組中的最小或最大數字，則快速排序將在O（n ^ 2）中運行。 選擇列表中最大或最小25％的元素的機率爲0.5。 這使得算法成爲一個良好的支點。 若是咱們採用典型的樞軸選擇算法（好比選擇一個隨機元素），咱們就有0.5個機會爲每一個樞軸選擇一個好的樞軸。 對於大尺寸的集合，老是選擇不良樞軸的機率是0.5 * n。 基於此機率，快速排序對於平均（和典型）狀況是有效的。

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#5樓

爲何Quicksort好？

• QuickSort在最壞的狀況下采用N ^ 2和NlogN平均狀況。 最糟糕的狀況發生在數據排序時。 在排序開始以前，能夠經過隨機混洗來減輕這種狀況。
• QuickSort不會佔用合併排序所需的額外內存。
• 若是數據集很大且項目相同，則Quicksort的複雜性經過使用3路分區而下降。 更多相同的項目更好的排序。 若是全部項目都相同，則按線性時間排序。 [這是大多數庫中的默認實現]

Quicksort老是比Mergesort好嗎？

並非的。

• Mergesort穩定但Quicksort不穩定。 所以，若是您須要輸出穩定性，則可使用Mergesort。 在許多實際應用中須要穩定性。
• 記憶如今很便宜。 所以，若是Mergesort使用的額外內存對您的應用程序並不重要，那麼使用Mergesort沒有任何害處。

注意：在java中，Arrays.sort（）函數使用Quicksort做爲基本數據類型，使用Mergesort做爲對象數據類型。 由於對象消耗了內存開銷，因此爲Mergesort添加一點開銷可能不是性能觀點的任何問題。

參考 ：觀看Coursera的第3周，普林斯頓算法課程的QuickSort視頻