算法基础之排序算法七之快速排序

Posted by Naah on Saturday, Sep 09,2017 09:22:37

选择排序算法

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。

它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。

选择排序是不稳定的排序方法(比如序列[5, 5, 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换,导致第一个5挪动到第二个5后面)。

 

快速排序

快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。

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。

算法复杂度:O (nlogn),不稳定

算法思想: 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)。

/**
 * 快速排序
 * 交换排序
 * @author Naah
 *
 * @param <T extends Comparable<T>> 泛型类必须继承比较接口
 */
public class QuickSort<T extends Comparable<T>> {

	public static void main(String[] args) {
		// TODO Auto-generated method stub
		Integer[] array={3,5,6,7,8,1,-1,-64,324,56,234,22,886,5,44,6,6442,35,4656};
		QuickSort<Integer> sort=new QuickSort<Integer>();
		sort.quickSort(array);
		for (Integer integer : array) {
			System.out.println(integer);
		}
	}

	/**
	 * 快速排序法
	 * @param array 数组
	 */
	private void quickSort(T[] array) {
		// TODO Auto-generated method stub
		if (array.length>0) {

			//数组排序
			sort(array,0,array.length-1);
		}
	}

	/**
	 * 快速排序算法
	 * @param array 数组
	 * @param low 区间左下标
	 * @param high 区间右下标
	 */
	private void sort(T[] array, int low, int high) {

		//如果左下标小于右下标
		if (low<high) {

			//取得中间值
			int middle=getMiddleIndex(array,low,high);

			//递归以中间值为区间右下标排序
			sort(array,0,middle-1);

			//递归以中间值为区间左下标排序
			sort(array,middle+1,high);
		}

	}

	/**
	 * 取得中间值下标
	 * @param array 数组
	 * @param low 区间左下标
	 * @param high 区间右下标
	 * @return
	 */
	private int getMiddleIndex(T[] array, int low, int high) {

		//以区间最左元素作为临时变量
		T temp=array[low];

		//当左下标在右下标左边时进行循环
		while (low<high) {

			//当左下标在右下标左边,并且
			//区间最右元素大于等于临时变量时
			while (low<high&&(array[high].compareTo(temp)==1||array[high].compareTo(temp)==0)) {

				//缩小区间,区间右下标向左移1位
				high--;
			}

			//当条件不满足时,跳出循环,说明区间最右元素小于临时变量
			//将当前区间最右元素,赋值给当前区间最左元素
			array[low]=array[high];

			//当左下标在右下标左边,并且
			//区间最左元素小于等于临时变量时
			while (low<high&&(array[low].compareTo(temp)==-1||array[low].compareTo(temp)==0)) {

				//缩小区间,区间左下标向右移1位
				low++;
			}

			//当条件不满足时,跳出循环,说明区间最左元素大于临时变量
			//将当前区间最左元素,赋值给当前区间最右元素
			array[high]=array[low];
		}

		//将临时变量赋值给当前区间最左元素
		array[low]=temp;
		return low;
	}

}