最容易理解的快速排序
发布日期:2021-05-11 00:19:45 浏览次数:31 分类:精选文章

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快速排序是一种高效的不稳定排序算法,以分治法为核心思想,能够在较短时间内对数组进行排序。本文将详细介绍快速排序的工作原理以及示例中如何实现排序。

快速排序的思路

快速排序通过递归的方式将数组分成若干已排序的小段,最终达到全局排序的目的。具体步骤如下:

  • 选择一个分界值:通常选择数组的第一个元素作为分界值。
  • 分区处理:将小于等于分界值的元素全部移动到左边,大于分界值的移动到右边。
  • 递归排序:分别对左边和右边的小段进行快速排序。
  • 这种方法通过每次排序将大数组分成小块,最终实现整个数组的有序化。

    排序流程详解

    以下是一个实际排序过程的示例:

    假设数组为:5,3,7,6,4,1,0,2,9,10,8

  • 第一次分区

    • 分界值为5,初始左右指针分别为0和10。
    • 从右边开始,找到第一个小于5的元素2,进行交换,数组变为:2,3,7,6,4,1,0,5,9,10,8。
    • 再从左边开始,找到第一个大于5的元素7,进行交换,数组变为:2,3,5,6,4,1,0,7,9,10,8。
  • 第二次分区

    • 现在v=5,左右指针在2和6处。
    • 从右边寻找小于5的元素0,交换后数组变为:2,3,0,6,4,1,5,7,9,10,8。
    • 再从左边寻找大于5的元素6,交换后数组变为:2,3,0,5,4,1,6,7,9,10,8。
  • 继续分区

    • v=5,现在右边需要找小于5的元素1,交换后数组变为:2,3,0,1,4,5,6,7,9,10,8。
    • 左右指针缩小到4的位置,检查是否达到终止条件。
  • 整个过程重复,直到左右指针相遇,左右小段分别完成排序,最终实现整个数组的排序。

    排序原理

    快速排序的核心在于通过“分治法”减少排序数据规模。在每次分区后,左右子数组都能独立排序,速度显著提高。值得注意的是,快速排序不稳定,可能导致相同元素的位置变化。

    实现代码分析

    以下是快速排序的Java代码示例:

    public class QuickSort {    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {        int i, j, temp;        if (low > high) {            return;        }        i = low;        j = high;        temp = arr[low];        while (i < j) {            if (temp <= arr[j] && i < j) {                j--;            } else if (temp > arr[i]) {                i++;            } else {                break;            }            temp = arr[i];            i++;        }        while (i < j && arr[i] <= temp) {            temp = arr[j];            j--;        }        if (i <= j) {            quickSort(arr, low, i);            quickSort(arr, i, high);        }    }}

    代码逻辑清晰,首先选择分界值,分区域交换元素,然后递归排序左右部分,全局排序完成。

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