快速排序

快速排序

快速排序由 C. A. R. Hoare 在 1962 年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

核心思想:

  • 在待排序的元素任取一个元素作为基准(通常选第一个元素,称为基准元素)
  • 将待排序的元素进行分块,比基准元素大的元素移动到基准元素的右侧,比基准元素小的移动到作左侧,从而一趟排序过程,就可以锁定基准元素的最终位置
  • 对左右两个分块重复以上步骤直到所有元素都是有序的(递归过程)

快速排序图解

复杂度与稳定性

代码实现

Java

public static int partition(int[] arr, int left, int right) {

 // 选定左侧的为标杆
 int pivotKey = arr[left];

 while (left < right) {

  // 从右侧开始,寻找到第一个小于标杆的数
  while (left < right && arr[right] >= pivotKey)
   right--;

  // 把小的移动到左边
  arr[left] = arr[right];

  // 从左侧开始,寻找到第一个大于标杆的数
  while (left < right && arr[left] <= pivotKey)
   left++;

  // 把大的移动到右边
  arr[right] = arr[left];
 }

 // 到这里 left 和 right 必然重合
 assert left == right;

 // 最后把 pivot 赋值到中间
 arr[left] = pivotKey;

 return left;
}

// QuickSort.sort(arr);
public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {

 // 判断是否只剩下最后一个数了
 if (left >= right)
  return;

 // 如果还有多个数,则先进行划分,划分的结果即是左侧肯定比右侧小
 int pivotPos = partition(arr, left, right);

 // 对于左侧进行排序
 quickSort(arr, left, pivotPos - 1);

 // 对于右侧进行排序
 quickSort(arr, pivotPos + 1, right);

}
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