快速排序算法讲解

看到名字,感觉很腻害,嗯,今天我们来讲解下这个比较腻害的算法

思路如下:

首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。

比如我们有一个数组{10,1,18,30,23,12,7,5,18,17},我们现在要使用快速排序算法对其进行排序

要比较,总先要找一个值才行撒,我们也不挑剔,我们要先找一个基准值,比如第一个值,10

接下来,我们要干啥呢,我们要做一件事,让基准值到达一个位置,什么位置呢

【数组1】基准值【数组2】,要求数组1都要小于等于基准值,数组2都要大于等于基准值

比如一遍之后的结果是【5, 1, 7】10【23, 12, 30, 18, 18, 17】,然后再分别在把左【5, 1, 7】右【23, 12, 30, 18, 18, 17】两个数组以同样的方式进行排序,最终整体排序ok

我们在数组的第一个位置放个标识m,最后一个位置放一个标识n,m一直向后移,直到遇到一个比m大的,n一直向左移,直到遇到一个比n小的,然后交换,交换完之后继续循环。

如上,我们先选择右边先行,右向左  17-》18-》5,我们发现一个比10小的了,此时左边的下标仍然是0,所以用5替换掉下标为m,即下标为0对应的值,即第一个10,得到:[5, 1, 18, 30, 23, 12, 7, 5, 18, 17],此时m为7,n为0

左向右 5-》1-》18,我们发现一个比10大的了,做法和上面的一样,用18替换,下标为m,即下标为7对应的值,即右边的5,得到

[5, 1, 18, 30, 23, 12, 7, 18, 18, 17],此时m为7,n是2

嗯,我们发现左下标还是小于右下标,所以可以继续从右向左和从左向右寻找

右往左,18-》7,发现下标为6的(数字为7)小于基准值10,此时n是2,所以替换掉下标为2的值,得到[5, 1, 7, 30, 23, 12, 7, 18, 18, 17]

左往右,7-》30,发现下标为3(数字为30)大于基准值10,此时n是6,所以替换掉下标为6的值,得到[5, 1, 7, 30, 23, 12, 30, 18, 18, 17]

然后继续循环,没发现右边有比10大的,左边有比10小的,则此轮循环结束,这个时候需要把m位置替换成基准值,得到[5, 1, 7, 10, 23, 12, 30, 18, 18, 17]

这个时候把左边[5, 1, 7和右边23, 12, 30, 18, 18, 17]分别使用上面的方法分别进行循环(这个地方使用了递归)

最后得到总循环结果[1, 5, 7, 10, 12, 17, 18, 18, 23, 30]


最优情况如下

快速排序需要栈空间来实现递归,如果数组按局等方式被分割时,则最大的递归深度为 log n,需要的栈空间为 O(log n)。

比较坏的情况下在递归的每一级上,数组分割成长度为0的左子数组和长度为 n - 1 的右数组。这种情况下,递归的深度就成为 n,需要的栈空间为 O(n)。

最坏情况如下

当基数值不能很好地分割数组,即基准值将数组分成一个子数组中有一个记录,而另一个子组组有 n -1 个记录时,下一次的子数组只比原来数组小 1,这是快速排序的最差的情况。如果这种情况发生在每次划分过程中,那么快速排序就退化成了冒泡排序,其时间复杂度为O(n2)。
 

稳定性如下

因为快速排序在进行交换时,只是根据比较基数值判断是否交换,且不是相邻元素来交换,在交换过程中可能改变相同元素的顺序,因此是一种不稳定的排序算法。

点击下方链接获取具体实现代码

java实现快排

python实现快排

go实现快排

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