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快速排序
阅读量:6602 次
发布时间:2019-06-24

本文共 1932 字,大约阅读时间需要 6 分钟。

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定义

由C. A. R. Hoare在1962年提出

通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,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,以此达到整个数据变成有序序列。

执行步骤

1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;

2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

算法分析

算法是不稳定的

每层排序大约需要O(n)复杂度。而一个长度为n的数组,调用深度最多为log(n)层。二者相乘,得到快速排序的平均复杂度为O(n ㏒n)。

算法优化

我们很容易发现这个算法的缺陷:这就是在我们输入数据基本有序甚至完全有序的时候,这算法退化为冒泡排序,不再是O(n㏒n),而是O(n^2)了。

我们可以在每次划分后比较两端的长度,并先对短的序列进行排序(目的是先结束这些栈以释放空间),可以将最大深度降回到O(㏒n)级别。

适用场景

快速排序在大多数情况下都是适用的,尤其在数据量大的时候性能优越性更加明显。但是在必要的时候,需要考虑下优化以提高其在最坏情况下的性能。

快速排序是否适合递归
按照通常的理论,我们知道递归算法一般比较直观自然,容易理解和书写;而非递归算法一般更为晦涩,但是性能比递归算法更优良,因为其省去了大量的函数调用开销。
快速排序的Java非递归实现当然有,通常都是用自己实现的栈来模拟递归操作。但是我并不认为它们比递归的方式有极大的性能提升,反而丢失了可读性,晦涩难懂。因此,我个人不提倡使用非递归方式。

java版本实现

package meng.study;public class Test {	public static void main(String[] args) {		int n[] = { 2, 64, 5, 76, 1, 988, 45, 7654, 56, -9, 2, 56 };		printArr(n);		quicksort(n, 0, n.length - 1);		printArr(n);	}	public static void quicksort(int n[], int left, int right) {		if (n == null || left < 0) {			System.out.println("参数异常");			return;		}		int dp;		if (left < right) {			dp = partition(n, left, right);			quicksort(n, left, dp - 1);			quicksort(n, dp + 1, right);		}	}	private static int partition(int n[], int left, int right) {		int pivot = n[left];		while (left < right) {			while (left < right && n[right] >= pivot)				right--;			if (left < right)				n[left++] = n[right];			while (left < right && n[left] <= pivot)				left++;			if (left < right)				n[right--] = n[left];		}		n[left] = pivot;		return left;	}	private static void printArr(int n[]) {		for (int i : n) {			System.out.print(i + " ");		}		System.out.println();	}}

 

转载于:https://my.oschina.net/mengzhang6/blog/1623562

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