算法之路_12、随机快排

一、解释

在经典快速排序中，每次拿最后一个数来做比较，当数据样本大致有序时，每次都会比较N次，这时时间复杂度O(N*logN)的快排算法就会蜕变为O(N^2)的算法。

在算法设计中，通常为避免数据样本所带来的问题，会采用以下两种方法
 *1、随机数方式（本算法中采用）
 *2、hash函数方式

二、代码+注释

package algorithm_02;

import logarithmic_device.Sort_logarithmic_device;

/*
 *
 *快速排序中当数据样本基本有序时，常规排序操作 会是O(N^2)的时间复杂度
 *所以采用随机快排方式 随机交换数组中一个数到最后一个 来进行partition 来尽量避免O(N^2)
 *
 *在算法设计中，通常为避免数据样本所带来的问题，会采用以下两种方法
 *1、本算法中采用的随机数方式
 *2、hash函数方式
 */
public class QuickSort {

	public static void quickSort(int arr[]){
		
		if (arr==null||arr.length<2) {
			return;
		}
		
		quickSort(arr,0,arr.length-1);
		
	}
	public static void quickSort(int[] arr, int L, int R) {
		if(L<R){
			/**
			 * 在L-R区间随机找一个数 与数组最后一个数交换 
			 * 来避免数据样本带来的问题（可能会形成O(N^2)的时间复杂度）
			 */
			Sort_logarithmic_device.swap(arr, (int)(L+Math.random()*(R-L+1)), R);
			
			int bound[]=partition(arr, L, R);//返回等于比较值得区域 
			quickSort(arr, L, bound[0]-1);//左侧
			quickSort(arr, bound[1]+1, R);//右侧
		}
		
	}
	public static int[] partition(int arr[],int L,int R){
		 int less=L-1;
		 int more=R+1;
		 while(L<more){
			 if (arr[L]<arr[R]) {
				 //若当前数字小于比较数字 则将小范围前一位与当前数字交换 并且 小范围扩大一位 游标右移一位
				Sort_logarithmic_device.swap(arr, ++less, L++);
			}else if (arr[L]>arr[R]) {
				//若当前数字比比较数字大 则与大范围得前一位交换 并且大范围扩大一位
				Sort_logarithmic_device.swap(arr, L, --more);
			}else{
				//若相等 则游标右移 大范围小范围均不做变化
				L++;
			}
		 }
		 return new int[]{less+1,more-1};
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		int arr[]={1,0,-9,-9,-9,8,5,6,10,-2};
		quickSort(arr);
		
		for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
			System.out.print(arr[i]+" ");
		}

	}

}