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快速排序算法java版实现

快速排序思想:从待排序序列中找到一个关键字(默认为第一个元素) 然后将比关键字少的数据排列在左边,大于关键字的排在右边,然后对关键字左右两边的序列继续上面步骤,直至关键字两边的序列都已经排好序。具体算法如下:

设要排序的数组是A[0]……A[N-1],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。
 值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
 一趟快速排序的算法是:
 1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
 2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
 3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
 4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
 5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,
 4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。

 

  找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

来源于百度百科。

java代码实现:

 

package persistent.prestige.console.algorithm;

/**
 * 
 * 
 * 设要排序的数组是A[0]……A[N-1],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。
 * 值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
 * 一趟快速排序的算法是:
 * 1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
 * 2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
 * 3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
 * 4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
 * 5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,
 * 4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。
 * 找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。

 * 
 * 
 * @author lenovo
 *
 */
public class QuickSort {
	
	
	public static final void quickSort(int[] a, int low, int hign ) {
		if(hign <= low) return; // 如果hign 小于等于 low ,说明待排序队列只包含一个元素,无法再排序
		
		int keyIdx = asort(a, low, hign); 
		
		if( ! (keyIdx == low && low == hign) ) { // keyIdx == low && low == hign 则说明不可分
			if(keyIdx == low ) { //说明左边已经排好序了
				quickSort(a, low + 1, hign);
			} else if  (keyIdx == hign ) {  // 说明右边已经排序好了
				quickSort(a, low, hign -1);
			} else {
				quickSort(a, low , keyIdx -1); // 关键字左边排序
				quickSort(a, keyIdx + 1, hign); // 关键字右边排序
			}
		}
		
	}
	
	
	/**
	 * 快速排序   一趟排序算法实现
	 * 一趟快速排序的算法是:(来源于百度百科)
	 * 1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
	 * 2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
	 * 3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
	 * 4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
	 * 5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,
	 * 4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。
	 * 找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
	 * 
	 * @param a			待排序数组
	 * @param low       待排序起始下标
	 * @param hign      待排序结束下标  (low hign) 限制排序数组范围
	 * @return          本轮排序后,关键字所在位置(下标)
	 */
	private static final int asort(int[] a, int low, int hign) {
 		int key = a[low];
		
		loop :
		while (true) { // low 与 hign 相等时退出
			while( hign > 0 ) {
				
				if( a[hign] < key ) {
					swap(a, low, hign);   // 从后向前找,找到第一个比关键字小的元素后交换元素后跳出本次比较
					break;
				}
				
				hign --;
				
				if(low == hign) break loop;
			}
			
			low ++; 
			if(low == hign) break loop;
			
			while( low < a.length ) {
				if( a[low] > key ) {   // 从前向后找,找到第一个比关键字大的元素时交换元素后跳出本次比较
					swap(a, low, hign);
					
					break;
				}
				
				low ++; 
				if(low == hign) break loop;
			}
		}
		return low;//关键字所在的位置
	}

	/**
	 * 交换数组中两个元素的位置
	 * @param a
	 * @param i
	 * @param j
	 */
	private static void swap(int[] a, int i, int j) {
		int tmp = a[i];
		a[i] = a[j];
		a[j] = tmp;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		
		System.out.println("待排序数据:(5,8,2,10,6,9,21,18,19,7)");
		int[] a = new int[] {5,8,2,10,6,9,21,18,19,7};
		quickSort(a, 0, a.length -1);
		System.out.println("排序后结果:");
		for(int i : a) {
			System.out.print(i + " ");
		}
		
		
		System.out.println(" ---------------------");
		
		System.out.println("待排序数据:(5,8,2,10,5,9,21,18,8,7)");
		a = new int[] {5,8,2,10,5,9,21,18,8,7};
		quickSort(a, 0, a.length -1);
		System.out.println("排序后结果:");
		for(int i : a) {
			System.out.print(i + " ");
		}

	}
	
	
	

}

算法复杂度分析等相关知识,后续补上。先继续归并排序算法的代码实现先。

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