クイックソートのアルゴリズムと原理

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1.クイックソートの原則

この方法の基本的な考え方は次のとおりです：

1.1。まず、数列から番号を参照番号として取得します。
2.2。パーティショニングプロセスでは、この数値より大きいすべての数値が右側に配置され、それ以下のすべての数値が左側に配置されます。
3.3。各間隔に数字が1つだけになるまで、左右の間隔に対して2番目の手順を繰り返します。

最本质的总结：
クイックソートは、率直に言って、ベンチマークデータの正しいインデックス位置を見つけるプロセスです。

次の図に示すように、初期ベンチマークデータが配列の最初の要素23であると仮定して、最初に一時変数を使用してベンチマークデータを格納します（つまり、tmp = 23）。次に、配列の両端から配列をスキャンします。 2つのインジケーターを設定します。低いポイントを開始位置に、高いポイントを終了位置に設定します。

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まず、後半から、スキャンした値が参照データよりも大きい場合は、highから1を引いた値にします。参照データの値よりも小さい要素がある場合（上の図では18 <= tmp）、高い位置の値を低い位置に割り当てると、結果は次のようになります。
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次に、前から後ろにスキャンを開始します。スキャンされた値が参照データよりも小さい場合は、1をlowに追加します。要素が参照データの値よりも大きいことがわかった場合（図46 => tmpを参照）、次に、低い位置の値を高い位置に割り当てます。ポインタが移動してデータ交換した後の結果は次のとおりです。
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次に、後ろから前にスキャンを開始します。原理は上記と同じで、上の図11 <= tmpの場合、高い位置の値が低い位置の値に割り当てられ、結果は次のようになります。次のように：
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次に、low = highがループを終了するまで、前から後ろにトラバースを開始します。このとき、lowまたはhighの添え字は基准数据23在该数组中的正确索引位置次の図のようになります。
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このように歩いていくと、実際快速排序的本质就是把基准数大的都放在基准数的右边,把比基准数小的放在基准数的左边,这样就找到了该数据在数组中的正确位置.
には前半と後半が再帰的に別々にソートされていることがはっきりとわかります。現在の半分と後半が順番になっていると、配列は自然に順序付けられます。。

2.コードのアイデア

上記のプロセスから、次のことがわかります。

①行の終わりから前方にスキャンし、low <highの場合、a [high]> tmpの場合はhigh--ですが、a [high] <tmpの場合は、highからlowの値、つまりarrを割り当てます。 [low] = a [high]同時に、アレイのスキャン方法を変更する必要があります。つまり、チームの最初から最後までスキャンする必要があります。
②同様に、チームの先頭からチームの最後までスキャンする場合、a [low] <tmpの場合はlow ++ですが、a [low]> tmpの場合は、低い位置の値をに割り当てる必要があります。高い位置。つまり、arr [low] = arr [high]であると同時に、アレイスキャンモードを行の終わりから行の先頭までのスキャンに変更します。
③low> = high（実際にはlow = high）であることを知って、①と②を繰り返します。lowまたはhighの位置は、配列内の参照データの正しいインデックス位置です。

3.ベンチマーク番号のインデックスを見つけます

これは、インデックスを見つけるという印象を深めるための別の写真です。
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4.参照コード

import java.util.Arrays;

public class QuickSort {
    
    
	public static void main(String[] args) {
    
    
		int[] arr = {
    
     49, 38, 65, 97, 23, 22, 76, 1, 5, 8, 2, 0, -1, 22 };
		quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
		System.out.println("排序后:");
		for (int i : arr) {
    
    
			System.out.print(i + "  ");
		}
	}

	private static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
    
    

		if (low < high) {
    
    
			// 找寻基准数据的正确索引
			int index = getIndex(arr, low, high);
			System.out.println("排序后" + Arrays.toString(arr));
			// 进行迭代对index之前和之后的数组进行相同的操作使整个数组变成有序
			//quickSort(arr, 0, index - 1); 之前的版本，这种姿势有很大的性能问题，谢谢大家的建议
			quickSort(arr, low, index - 1);
			quickSort(arr, index + 1, high);
		}

	}

	private static int getIndex(int[] arr, int low, int high) {
    
    
		// 基准数据
		int tmp = arr[low];
		while (low < high) {
    
    
			// 当队尾的元素大于等于基准数据时,向前挪动high指针
			while (low < high && arr[high] >= tmp) {
    
    
				high--;
			}
			// 如果队尾元素小于tmp了,需要将其赋值给low
			arr[low] = arr[high];
			// 当队首元素小于等于tmp时,向前挪动low指针
			while (low < high && arr[low] <= tmp) {
    
    
				low++;
			}
			// 当队首元素大于tmp时,需要将其赋值给high
			arr[high] = arr[low];
		}
		// 跳出循环时low和high相等,此时的low或high就是tmp的正确索引位置
		// 由原理部分可以很清楚的知道low位置的值并不是tmp,所以需要将tmp赋值给arr[low]
		arr[low] = tmp;
		return low; // 返回tmp的正确位置
	}
}

動作効果は次のとおりです。
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参照記事：
https：//blog.csdn.net/nrsc272420199/article/details/82587933
https://github.com/doubleview/data-structure

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