java数据结构与算法--快速排序

蔚落 2022-05-26 12:49 231阅读 0赞

该方法的基本思想是：

1．先从数列中取出一个数作为基准数。

2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。

3．再对左右区间重复第二步，直到各区间只有一个数。

虽然快速排序称为分治法，但分治法这三个字显然无法很好的概括快速排序的全部步骤。因此我的对快速排序作了进一步的说明：挖坑填数+分治法：

先来看实例吧，定义下面再给出（最好能用自己的话来总结定义，这样对实现代码会有帮助）。

以一个数组作为示例，取区间第一个数为基准数。

初始时，i = 0;  j = 9;   X = a\[i\] = 72

由于已经将a\[0\]中的数保存到X中，可以理解成在数组a\[0\]上挖了个坑，可以将其它数据填充到这来。

从j开始向前找一个比X小或等于X的数。当j=8，符合条件，将a\[8\]挖出再填到上一个坑a\[0\]中。a\[0\]=a\[8\]; i++;  这样一个坑a\[0\]就被搞定了，但又形成了一个新坑a\[8\]，这怎么办了？简单，再找数字来填a\[8\]这个坑。这次从i开始向后找一个大于X的数，当i=3，符合条件，将a\[3\]挖出再填到上一个坑中a\[8\]=a\[3\]; j--;

数组变为：

i = 3;   j = 7;   X=72

再重复上面的步骤，**先从后向前找，再从前向后找**。

从j开始向前找，当j=5，符合条件，将a\[5\]挖出填到上一个坑中，a\[3\] = a\[5\]; i++;

从i开始向后找，当i=5时，由于i==j退出。

此时，i = j = 5，而a\[5\]刚好又是上次挖的坑，因此将X填入a\[5\]。

数组变为：

可以**看出a\[5\]前面的数字都小于它，a\[5\]后面的数字都大于它**。因此再对a\[0…4\]和a\[6…9\]这二个子区间**重复**上述步骤就可以了。

![70][]

对挖坑填数进行总结

1．i =L; j = R; 将基准数挖出形成第一个坑a\[i\]。

2．j--由后向前找比它小的数，找到后挖出此数填前一个坑a\[i\]中。

3．i++由前向后找比它大的数，找到后也挖出此数填到前一个坑a\[j\]中。

4．再重复执行2，3二步，直到i==j，将基准数填入a\[i\]中。

代码实现

public void quickSort(int arr[],int beginIndex,int endIndex){
 //1、if判断当头尾索引不相等
 if (beginIndex<endIndex){
 //2、给i j x 赋值
 int i=beginIndex;
 int j=endIndex;
 int x=arr[beginIndex];
 //3、while循环 从后往前找一个比x小
 while (i<j&&arr[j]>x){
 j--;
 }
 //4、如果i j没有相撞 填坑 并产生新坑 头索引++
 if (i<j){
 arr[i++]=arr[j];
 }
 
 //5、while循环 从前往后找一个比x大的数
 while (i<j&&arr[i]<x){
 i++;
 }
 //6、如果i j 没有相撞 填坑 尾索引--
 if (i<j){
 arr[j--]=arr[i];
 }
 //7、用临时数据填最后的坑
 arr[i]=x;
 //8 i之前数据 形成新数组 递归
 quickSort(arr,beginIndex,i-1);
 //9 i之后的数据 形成新的数组递归
 quickSort(arr,i+1,endIndex);
 }

测试

public static void main(String[] args) {
            int[] arr={72 ,6 ,57, 88, 60, 42 ,83 ,73 ,48, 85};
            Sort sort=new Sort();
            sort.quick_sort(arr,0,arr.length-1);
            sort.display(arr);
    
        }

结果

![70 1][]

[70]: /images/20220526/b7a45418aab14b2d8d6fc63ee46a1a34.png
[70 1]: /images/20220526/de3bd1b05a8e492cbe25366bbb631a55.png