package cn.com.dom4j.sort; public class QuickSort { /** 快速排序 在 Java中, 快速排序被用作基本数据类型的排序 (当然, 不只快速排序一种) 快速排序是实践中的一种快速的排序算法, 在 C++或对 Java基本类型的排序证特别有用. 它的平均运行时间是 O(N logN), 该算法之所以特别快, 主要是由于非常精炼和高度优化的内部循环. 它的最坏情形性能为 O(N^2), 但经过稍许努力可是这种情形极难出现. 通过将快速排序和堆排序结合, 由于堆排序的 O(N logN)最坏情形运行时间, 我们可以对几乎所有的输入都能达到快速排序的快速运行时间 */ public static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>> void quickSort(AnyType[] a) { quickSort(a, 0, a.length - 1); } /** * 快速排序主例程 * * @param a 原始数组 * @param left 起始索引 * @param right 结束索引 * @param <AnyType> 实现了 Comparable接口的类或其子类 */ private static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>> void quickSort(AnyType[] a, int left, int right) { // 定义数组大小边界, 小于这个值时使用插入排序 int CUTOFF = 10; // 数组元素较少的时候, 使用插入排序来获取更快的速度; 元素较多时, 使用快排 if (left + CUTOFF <= right) { // 三数中值分割法产生枢纽元 AnyType pivot = median3(a, left, right); // i: 比枢纽元小的元素起始索引; j: 大元素的起始索引 int i = left, j = right - 1; for ( ; ; ) { // 小元素指针不断向右推进, 直到找到比枢纽元大的元素 while (a[++i].compareTo(pivot) < 0) { } // 大元素指针向左推进, 遇到比枢纽元小的元素终止 while (a[--j].compareTo(pivot) > 0) { } // 两个索引未交叉时, 代表大小序列还未分割完成, 交换位置后继续分割 // 交叉时代表分割完成 if (i < j) swap(a, i, j); else break; } // 分割完成后, 将枢纽元和小元素索引终止处的元素位置互换 // 此时, 枢纽元左侧都为小元素, 右侧都为大元素 (相对于枢纽元而言) swap(a, i, right - 1); // 对分割后的子序列重复上面操作 quickSort(a, left, i - 1); quickSort(a, i + 1, right); } else { insertionSort(a, left, right); } } /** * 对数组的指定部分使用插入排序 * @param a 原始数组 * @param left 起始索引 * @param right 结束索引 * @param <AnyType> 实现了 Comparable接口的类型或其子类 */ private static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>> void insertionSort(AnyType[] a, int left, int right) { if (right - left == 0 || left < 0 || right > a.length - 1) { return; } AnyType tmp; int j; for (int i = left + 1; i <= right; i++) { tmp = a[i]; for (j = i; j > left && tmp.compareTo(a[j - 1]) < 0; j--) { a[j] = a[j - 1]; } a[j] = tmp; } } /** 三数中值分割法 使用左端, 右端和中心位置上的三个元素的中值作为枢纽元 */ private static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>> AnyType median3(AnyType[] a, int left, int right) { int center = (right - left) / 2; // 对左中右三个位置的元素位置进行调整 // 最小的元素被放在最左端, 最大的元素放在最右端, 中间的元素放在中间位置, 中间元素要作为枢纽元 if (a[center].compareTo(a[left]) < 0) { swap(a, left, center); } if (a[right].compareTo(a[left]) < 0) { swap(a, left, right); } if (a[right].compareTo(a[center]) < 0) { swap(a, center, right); } // 将枢纽元和右端倒数第二个元素交换位置, 使枢纽元离开数组, 便于元素比较 swap(a, center, right - 1); // 将枢纽元返回 return a[right - 1]; } /** * 交换数组中两个元素的位置 */ private static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>> void swap(AnyType[] arr, int i, int j) { if (arr == null || arr.length <= 1 || i == j) { return; } AnyType tmp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = tmp; } }
Java排序算法 [快速排序]
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