2023-09-22  阅读(192)
原文作者:李林超 原文地址: https://www.lilinchao.com/archives/541.html

一、快速排序法介绍

快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。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。

二、快速排序法示意图

202309222130451291.png

202309222130460002.png

三、快速排序法应用实例

要求:对[-9,78,0,23,-567,70]进行从小到大的排序,要求使用快速排序法。【测试8w和800w】

说明[验证分析]:

(1)如果取消左右递归,结果是-9 -567 0 23 78 70

(2)如果取消右递归,结果是 -567 -9 0 23 78 70

(3)如果取消左递归,结果是 -9 -567 0 23 70 78

代码实现

    public class QuickSort {
        public static void main(String[] args) {
            int[] arr={-9,78,0,23,-567,70,-1,900,4561};
            quickSort(arr,0,arr.length-1);
            System.out.println(Arrays.toString(arr));
        }
    
        public static void quickSort(int[] arr,int left,int right){
            int L = left;
            int R =right;
            //pivot中轴值
            int pivot=arr[(left+right)/2];
            int temp=0;//临时变量,作为 交换时使用
            //while循环的目的是让比pivot值小放到左边
            //比pivot值大放到右边
            while(L<R){
                //在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出
                while(arr[L]<pivot){
                    L+=1;
                }
                //在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出
                while(arr[R]>pivot){
                    R-=1;
                }
                //如果l>=r说明pivot的左右两的值,已经按照左边全部是
                //小于等于pivot值,右边全部是大于等于pivot值
                if(L>=R){
                    break;
                }
    
                //交换
                temp=arr[L];
                arr[L]=arr[R];
                arr[R]=temp;
    
                //如果交换完后,发现这个arr[l]=pivot值 相等 r--, 前移
                if(arr[L]==pivot){
                    R-=1;
                }
                //如果交换完后,发现这个arr[r]==pivot值 相等 l++, 后移
                if(arr[R]==pivot){
                    L+=1;
                }
            }
    
            //如果 l==r,必须l++,r--, 否则为出现溢出
            if(L==R){
                L+=1;
                R-=1;
            }
    
            //向左递归
            if(left<R){
                quickSort(arr,left,R);
            }
            //向右递归
            if(right>L){
                quickSort(arr,L,right);
            }
        }
    }

运行结果

    [-567, -9, -1, 0, 23, 70, 78, 900, 4561]

完整代码

    public class QuickSort2 {
    
        public static void main(String[] args) {
            //int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};
    
            //测试快排的执行速度
            // 创建要给80000个的随机的数组
            int[] arr = new int[8000000];
            for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
                arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一个[0, 8000000) 数
            }
    
            System.out.println("排序前");
            Date data1 = new Date();
            SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
            String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
            System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);
    
            quickSort(arr, 0, arr.length-1);
    
            Date data2 = new Date();
            String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
            System.out.println("排序前的时间是=" + date2Str);
            //System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
        }
    
        public static void quickSort(int[] arr,int left, int right) {
            int l = left; //左下标
            int r = right; //右下标
            //pivot 中轴值
            int pivot = arr[(left + right) / 2];
            int temp = 0; //临时变量,作为交换时使用
            //while循环的目的是让比pivot 值小放到左边
            //比pivot 值大放到右边
            while( l < r) {
                //在pivot的左边一直找,找到大于等于pivot值,才退出
                while( arr[l] < pivot) {
                    l += 1;
                }
                //在pivot的右边一直找,找到小于等于pivot值,才退出
                while(arr[r] > pivot) {
                    r -= 1;
                }
                //如果l >= r说明pivot 的左右两的值,已经按照左边全部是
                //小于等于pivot值,右边全部是大于等于pivot值
                if( l >= r) {
                    break;
                }
    
                //交换
                temp = arr[l];
                arr[l] = arr[r];
                arr[r] = temp;
    
                //如果交换完后,发现这个arr[l] == pivot值 相等 r--, 前移
                if(arr[l] == pivot) {
                    r -= 1;
                }
                //如果交换完后,发现这个arr[r] == pivot值 相等 l++, 后移
                if(arr[r] == pivot) {
                    l += 1;
                }
            }
    
            // 如果 l == r, 必须l++, r--, 否则为出现栈溢出
            if (l == r) {
                l += 1;
                r -= 1;
            }
            //向左递归
            if(left < r) {
                quickSort(arr, left, r);
            }
            //向右递归
            if(right > l) {
                quickSort(arr, l, right);
            }
    
    
        }
    }

运行结果

    排序前
    排序前的时间是=2020-02-04 22:19:26
    排序前的时间是=2020-02-04 22:19:28
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