快排Java實現(xiàn)

1司训、快排的核心思想:

1构捡、從無序的數(shù)組中找到一個樞軸元素M,將數(shù)組一分為二:如將數(shù)組的第一個元素設(shè)置為樞軸元素壳猜。
2勾徽、然后從數(shù)組的左右開始找元素:
滿足的規(guī)則是

a、從右側(cè)開始找比樞軸元素M小的元素统扳,如果找到將該元素X(right)跟樞軸元素M交換位置喘帚,即更小的數(shù)字換到了數(shù)組前面。
b咒钟、再從左側(cè)開始找比樞軸元素M大的元素吹由,如果找到將該元素Y(left)跟樞軸元素M交換位置,即更大的數(shù)字換到了數(shù)組后面朱嘴。
c倾鲫、對a,b步驟交替進行。
d萍嬉、最終的時候乌昔,right和left會重合 ,且該位置放置M元素壤追。`

3磕道、此時將數(shù)組,在M的前面都是比M小的元素行冰,在M的后面都是比M大的元素捅厂。
4、然后分別對M前面元素組成的數(shù)組资柔,M元素后的元素組成的數(shù)組遞歸調(diào)用2步驟封裝的方法即可

java版本代碼實現(xiàn)如下:



package com.example.demo.chapter06.controller;

import java.util.Arrays;

public class Solution {

    public static void main(String[] args) {
        quickSort(new int[] {39,28,55,87,66,3,17,40});
    }


    public static void quickSort(int[] arr) {
//      快排傳入的內(nèi)容: 數(shù)組焙贷,數(shù)組開始的位置,數(shù)組的末尾贿堰。
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // arr 代表目標(biāo)數(shù)組
    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
//      保存每次排序后辙芍,分界點的在數(shù)組中的位置
        int middle;
        if (left < right) {
//          返回每次排序后,分界點在數(shù)組中的位置羹与。比如返回的3故硅, 則是代表分界值在數(shù)組的第4個位置。
            middle = partition(arr, left, right);
            System.out.println(middle);
//          分別對于分界值兩側(cè)的數(shù)組纵搁,進行遞歸調(diào)用吃衅。
//          對于左側(cè)數(shù)組:left 第一次是傳入的初始位置, right則是分界值的位置-1腾誉。
//          對于右側(cè)數(shù)組徘层,left 是分界值的位置+1峻呕, right是最后的位置。
            quickSort(arr, left, middle-1);
            quickSort(arr, middle+1, right);
        }

    }

    /**
     *
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     * @return  最終分界值的索引位置趣效。
     */
    public static int partition(int[] arr, int left, int right) {
        int pivot = arr[left];
        while (left < right) {
//          當(dāng)右邊的元素如果比標(biāo)志位一直大的話瘦癌,就不斷執(zhí)行該循環(huán)。
//          當(dāng)從右側(cè)找到了比其小的元素跷敬,就將該元素與標(biāo)志位置交換位置讯私。
            while (left < right && arr[right] >= pivot) {
                right--;
            }
//          將找到的數(shù),放置到設(shè)置的目標(biāo)值上西傀。  此時arr[right]相當(dāng)于置為空了
            arr[left] = arr[right];

            // 左邊查找的方式.  當(dāng)遍歷元素小于標(biāo)識位的時候斤寇,進行移動。
            while (left < right && arr[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            //          將找到的數(shù)拥褂,放置到設(shè)置的目標(biāo)值上抡驼。 此時arr[left]相當(dāng)于置為空了
            arr[right] = arr[left];

        }
//      將最終的目標(biāo)值(分界線值),放置到arr[left] 上
        arr[left] = pivot;
        return left;
    }


}

測試結(jié)果:


image.png

2肿仑、時間復(fù)雜度分析:

時間復(fù)雜度分析:
①致盟、最好的情況,每次算的數(shù)據(jù)剛好將數(shù)組平均分成2個部分
說明:
根據(jù)代碼分析尤慰,每次的遞歸操作馏锡,該次遞歸傳入的元素個數(shù),需要減去掉樞軸元素(1個元素并沒有傳遞給下一次遞歸)伟端,當(dāng)數(shù)據(jù)量足夠大的時候杯道,每次減去一個
元素對時間復(fù)雜度的影響不大,所以可暫時忽略责蝠。

image.png

第一輪操作党巾,頭尾指針加在一起會掃描整個數(shù)組. 共有n次操作 (忽略掉-1的軸樞元素)
第二輪操作,有2次遞歸操作霜医,每次有n/2次(忽略掉-1的軸樞元素)齿拂,共有n次操作。
第三輪操作肴敛,有4次遞歸操作署海,每次有n/4次, 共有n次操作医男。

第k輪操作砸狞, 有2k-1次遞歸草最,每次有n/(2k-1)次操作镀梭,共n次操作刀森。

遞歸結(jié)束的條件最后只有一個元素即 n/(2^l-1) = 1

解出 k= logn + 1, 及總共有k輪循環(huán)。

所以時間復(fù)雜度位 n * (logn + 1) 即為O(nlog2 n)

②报账、最壞時間復(fù)雜度
當(dāng)待排序的序列為正序或逆序排列時研底,且每次劃分只得到一個比上一次劃分少一個記錄的子序列埠偿,注意另一個為空。

如果遞歸樹畫出來飘哨,它就是一棵斜樹。此時需要執(zhí)行n‐1次遞歸調(diào)用琐凭,且第i次劃分需要經(jīng)過n‐i次關(guān)鍵字的比較才能找到第i個記錄芽隆,也就是樞軸的位置,因此比較次數(shù)為

image.png

最終其時間復(fù)雜度為O(n^2)统屈。

程序執(zhí)行結(jié)果:

初始數(shù)組為{9,8,7,6,5,4,3,2,1}

image.png

遞歸調(diào)用了n-1次

第1次劃分胚吁,需要8次排序才找到了軸樞元素9的位置:即將9月其他元素比較,得到9的位置愁憔,此時將數(shù)組分成{1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2}和{}

第2次劃分腕扶,需要7次找到了軸樞元素1的位置: 即1與除掉9這個最大的其他元素作比較,得到1的位置吨掌。此時將數(shù)組分成{} 和 {8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 9}

第3次劃分半抱,需要6次找到了軸樞元素8的位置:及8與其他元素作比較,得到8位位置膜宋,此時將數(shù)組分為{1, 2, 7, 6, 5, 4, 3} 和 {}

第i次劃分窿侈,需要n-i次知道軸樞元素i的位置。

所以總的查找次數(shù)為: n-1 + n-2 + .... + 1 = n(n-1)/2

即時間復(fù)雜度為O(n^2)

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請聯(lián)系作者
  • 序言:七十年代末秋茫,一起剝皮案震驚了整個濱河市史简,隨后出現(xiàn)的幾起案子,更是在濱河造成了極大的恐慌肛著,老刑警劉巖圆兵,帶你破解...
    沈念sama閱讀 212,383評論 6 493
  • 序言:濱河連續(xù)發(fā)生了三起死亡事件,死亡現(xiàn)場離奇詭異枢贿,居然都是意外死亡殉农,警方通過查閱死者的電腦和手機,發(fā)現(xiàn)死者居然都...
    沈念sama閱讀 90,522評論 3 385
  • 文/潘曉璐 我一進店門局荚,熙熙樓的掌柜王于貴愁眉苦臉地迎上來统抬,“玉大人,你說我怎么就攤上這事危队〈辖ǎ” “怎么了?”我有些...
    開封第一講書人閱讀 157,852評論 0 348
  • 文/不壞的土叔 我叫張陵茫陆,是天一觀的道長金麸。 經(jīng)常有香客問我,道長簿盅,這世上最難降的妖魔是什么挥下? 我笑而不...
    開封第一講書人閱讀 56,621評論 1 284
  • 正文 為了忘掉前任揍魂,我火速辦了婚禮,結(jié)果婚禮上棚瘟,老公的妹妹穿的比我還像新娘现斋。我一直安慰自己,他們只是感情好偎蘸,可當(dāng)我...
    茶點故事閱讀 65,741評論 6 386
  • 文/花漫 我一把揭開白布庄蹋。 她就那樣靜靜地躺著,像睡著了一般迷雪。 火紅的嫁衣襯著肌膚如雪限书。 梳的紋絲不亂的頭發(fā)上,一...
    開封第一講書人閱讀 49,929評論 1 290
  • 那天章咧,我揣著相機與錄音倦西,去河邊找鬼。 笑死赁严,一個胖子當(dāng)著我的面吹牛扰柠,可吹牛的內(nèi)容都是我干的。 我是一名探鬼主播疼约,決...
    沈念sama閱讀 39,076評論 3 410
  • 文/蒼蘭香墨 我猛地睜開眼耻矮,長吁一口氣:“原來是場噩夢啊……” “哼!你這毒婦竟也來了忆谓?” 一聲冷哼從身側(cè)響起裆装,我...
    開封第一講書人閱讀 37,803評論 0 268
  • 序言:老撾萬榮一對情侶失蹤,失蹤者是張志新(化名)和其女友劉穎倡缠,沒想到半個月后哨免,有當(dāng)?shù)厝嗽跇淞掷锇l(fā)現(xiàn)了一具尸體,經(jīng)...
    沈念sama閱讀 44,265評論 1 303
  • 正文 獨居荒郊野嶺守林人離奇死亡昙沦,尸身上長有42處帶血的膿包…… 初始之章·張勛 以下內(nèi)容為張勛視角 年9月15日...
    茶點故事閱讀 36,582評論 2 327
  • 正文 我和宋清朗相戀三年琢唾,在試婚紗的時候發(fā)現(xiàn)自己被綠了。 大學(xué)時的朋友給我發(fā)了我未婚夫和他白月光在一起吃飯的照片盾饮。...
    茶點故事閱讀 38,716評論 1 341
  • 序言:一個原本活蹦亂跳的男人離奇死亡采桃,死狀恐怖,靈堂內(nèi)的尸體忽然破棺而出丘损,到底是詐尸還是另有隱情普办,我是刑警寧澤,帶...
    沈念sama閱讀 34,395評論 4 333
  • 正文 年R本政府宣布徘钥,位于F島的核電站衔蹲,受9級特大地震影響,放射性物質(zhì)發(fā)生泄漏呈础。R本人自食惡果不足惜舆驶,卻給世界環(huán)境...
    茶點故事閱讀 40,039評論 3 316
  • 文/蒙蒙 一橱健、第九天 我趴在偏房一處隱蔽的房頂上張望。 院中可真熱鬧沙廉,春花似錦拘荡、人聲如沸。這莊子的主人今日做“春日...
    開封第一講書人閱讀 30,798評論 0 21
  • 文/蒼蘭香墨 我抬頭看了看天上的太陽。三九已至袱结,卻和暖如春亮隙,著一層夾襖步出監(jiān)牢的瞬間途凫,已是汗流浹背垢夹。 一陣腳步聲響...
    開封第一講書人閱讀 32,027評論 1 266
  • 我被黑心中介騙來泰國打工, 沒想到剛下飛機就差點兒被人妖公主榨干…… 1. 我叫王不留维费,地道東北人果元。 一個月前我還...
    沈念sama閱讀 46,488評論 2 361
  • 正文 我出身青樓,卻偏偏與公主長得像犀盟,于是被迫代替她去往敵國和親而晒。 傳聞我的和親對象是個殘疾皇子,可洞房花燭夜當(dāng)晚...
    茶點故事閱讀 43,612評論 2 350

推薦閱讀更多精彩內(nèi)容