【数据结构与算法】 ---快速排序

快速排序流程:

1.从数列中挑出一个基准值

2.将所有比基准值小的摆放在基准前面,所有比基准值大的摆在后面(相同的数可以放到任一边);在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。

3.递归地把“基准值前面的子数列”和“基准值后面的子数列”进行排序。

下面以数列a={30,40,60,10,20,50}为例,演示它的快速排序过程(如下图)。

上图只是给出了第1趟快速排序的流程。在第1趟中,设置x=a[i],即x=30。
(01) 从"右 --> 左"查找小于x的数:找到满足条件的数a[j]=20,此时j=4;然后将a[j]赋值a[i],此时i=0;接着从左往右遍历。
(02) 从"左 --> 右"查找大于x的数:找到满足条件的数a[i]=40,此时i=1;然后将a[i]赋值a[j],此时j=4;接着从右往左遍历。
(03) 从"右 --> 左"查找小于x的数:找到满足条件的数a[j]=10,此时j=3;然后将a[j]赋值a[i],此时i=1;接着从左往右遍历。
(04) 从"左 --> 右"查找大于x的数:找到满足条件的数a[i]=60,此时i=2;然后将a[i]赋值a[j],此时j=3;接着从右往左遍历。
(05) 从"右 --> 左"查找小于x的数:没有找到满足条件的数。当i>=j时,停止查找;然后将x赋值给a[i]。此趟遍历结束!

按照同样的方法,对子数列进行递归遍历。最后得到有序数组!

java代码如下:

package poi;

public class quickSort {
	/**
	 * 快速排序
	 * 
	 * 参数说明:
	 *
	 * @param a   待排序的数组
	 * @param m   数组的左边界(例如,从其实位置开始排序,则m=0)
	 * @param n   数组的有边界  (例如:排序截至到数组的末尾,则r=a.length-1)
	 */
        public static void quickSort(int[] a,int m,int n) {
        	//如果数组的左边界小于有边界
        	 if(m<n) {
        		 int i,j,x;
        		 i = m;//将数组左边界赋值给i
        		 j = n;//将数组有边界赋值给j
        		 x = a[i];//选中x值
        		 System.out.println("i:"+i+",j:"+j+",x:"+x);
        		 while(i<j) {//当数组左边界的下标小于右边界的下标
        			  while(i<j && a[j]>x)
        				  j--; //从右往左找第一个小于x的数
        			  if(i<j){
        				 
        				  a[i++] = a[j];//将从右边往左边找到第一个小于x的数,赋值给a[i++]
        				  
        			  }
        			  while(i<j && a[i]<x)
        				  i++; //从左向右找到第一个大于x的数
        			  if(i<j) {
        				  a[j--]=a[i];
        			  }
        			 
        		 }
        		 a[i] = x;
        		quickSort(a,m,i-1);//对子数列调用递归
        		 quickSort(a,i+1,n);
        	 }
        }
        
        public static void main(String[] args) {
        	int i;
        	int a[] = {30,40,60,10,20,50};
        	quickSort(a,0,a.length-1);
        	for(i=0;i<a.length;i++) {
        		System.out.println(a[i]);
        	}
        }
     
}




快速排序的时间复杂度和稳定性

   快读排序的稳定性

 快读排序是不稳定的算法,它不满足稳定算法的定义。

 快速排序时间复杂度

  快速排序的时间复杂度在最坏的情况下是O(N²),平均的时间复杂度是O(N*lgN).

 这句话很好理解:假设被排序的数列中有N个数。遍历一次的时间复杂度是O(N),需要遍历多少次呢?至少lg(N+1)次,最对N次。

1)为什么最少是lg(N+1)次?快读排序是采用的分治法进行遍历的,我们将它看作一棵二叉树,它需要遍历的次数就是二叉树的深度,而根据完全二叉树的定义,它的深度至少是lg(N+1)。因此,快速排序的遍历次数最少是lg(N+1)次。

2)为什么最多是N次?这个应该非常简单,还是将快速排序看作一颗二叉树,它的深度最大是N。因此,快宿排序的遍历次数最多是N次。

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/taojin12/article/details/82899892