美文网首页
快排Java实现

快排Java实现

作者: 爱学习的代代 | 来源:发表于2022-02-24 20:49 被阅读0次

1、快排的核心思想:

1、从无序的数组中找到一个枢轴元素M,将数组一分为二:如将数组的第一个元素设置为枢轴元素。
2、然后从数组的左右开始找元素:
满足的规则是

a、从右侧开始找比枢轴元素M小的元素,如果找到将该元素X(right)跟枢轴元素M交换位置,即更小的数字换到了数组前面。
b、再从左侧开始找比枢轴元素M大的元素,如果找到将该元素Y(left)跟枢轴元素M交换位置,即更大的数字换到了数组后面。
c、对a,b步骤交替进行。
d、最终的时候,right和left会重合 ,且该位置放置M元素。`

3、此时将数组,在M的前面都是比M小的元素,在M的后面都是比M大的元素。
4、然后分别对M前面元素组成的数组,M元素后的元素组成的数组递归调用2步骤封装的方法即可

java版本代码实现如下:



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) {
//      快排传入的内容: 数组,数组开始的位置,数组的末尾。
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    // arr 代表目标数组
    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
//      保存每次排序后,分界点的在数组中的位置
        int middle;
        if (left < right) {
//          返回每次排序后,分界点在数组中的位置。比如返回的3, 则是代表分界值在数组的第4个位置。
            middle = partition(arr, left, right);
            System.out.println(middle);
//          分别对于分界值两侧的数组,进行递归调用。
//          对于左侧数组:left 第一次是传入的初始位置, right则是分界值的位置-1。
//          对于右侧数组,left 是分界值的位置+1, right是最后的位置。
            quickSort(arr, left, middle-1);
            quickSort(arr, middle+1, right);
        }

    }

    /**
     *
     * @param arr
     * @param left
     * @param right
     * @return  最终分界值的索引位置。
     */
    public static int partition(int[] arr, int left, int right) {
        int pivot = arr[left];
        while (left < right) {
//          当右边的元素如果比标志位一直大的话,就不断执行该循环。
//          当从右侧找到了比其小的元素,就将该元素与标志位置交换位置。
            while (left < right && arr[right] >= pivot) {
                right--;
            }
//          将找到的数,放置到设置的目标值上。  此时arr[right]相当于置为空了
            arr[left] = arr[right];

            // 左边查找的方式.  当遍历元素小于标识位的时候,进行移动。
            while (left < right && arr[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            //          将找到的数,放置到设置的目标值上。 此时arr[left]相当于置为空了
            arr[right] = arr[left];

        }
//      将最终的目标值(分界线值),放置到arr[left] 上
        arr[left] = pivot;
        return left;
    }


}

测试结果:


image.png

2、时间复杂度分析:

时间复杂度分析:
①、最好的情况,每次算的数据刚好将数组平均分成2个部分
说明:
根据代码分析,每次的递归操作,该次递归传入的元素个数,需要减去掉枢轴元素(1个元素并没有传递给下一次递归),当数据量足够大的时候,每次减去一个
元素对时间复杂度的影响不大,所以可暂时忽略。

image.png

第一轮操作,头尾指针加在一起会扫描整个数组. 共有n次操作 (忽略掉-1的轴枢元素)
第二轮操作,有2次递归操作,每次有n/2次(忽略掉-1的轴枢元素),共有n次操作。
第三轮操作,有4次递归操作,每次有n/4次, 共有n次操作。

第k轮操作, 有2k-1次递归草最,每次有n/(2k-1)次操作,共n次操作。

递归结束的条件最后只有一个元素即 n/(2^l-1) = 1

解出 k= logn + 1, 及总共有k轮循环。

所以时间复杂度位 n * (logn + 1) 即为O(nlog2 n)

②、最坏时间复杂度
当待排序的序列为正序或逆序排列时,且每次划分只得到一个比上一次划分少一个记录的子序列,注意另一个为空。

如果递归树画出来,它就是一棵斜树。此时需要执行n‐1次递归调用,且第i次划分需要经过n‐i次关键字的比较才能找到第i个记录,也就是枢轴的位置,因此比较次数为

image.png

最终其时间复杂度为O(n^2)。

程序执行结果:

初始数组为{9,8,7,6,5,4,3,2,1}

image.png

递归调用了n-1次

第1次划分,需要8次排序才找到了轴枢元素9的位置:即将9月其他元素比较,得到9的位置,此时将数组分成{1, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2}和{}

第2次划分,需要7次找到了轴枢元素1的位置: 即1与除掉9这个最大的其他元素作比较,得到1的位置。此时将数组分成{} 和 {8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 9}

第3次划分,需要6次找到了轴枢元素8的位置:及8与其他元素作比较,得到8位位置,此时将数组分为{1, 2, 7, 6, 5, 4, 3} 和 {}

第i次划分,需要n-i次知道轴枢元素i的位置。

所以总的查找次数为: n-1 + n-2 + .... + 1 = n(n-1)/2

即时间复杂度为O(n^2)

相关文章

  • 快排Java实现

    1、快排的核心思想: 1、从无序的数组中找到一个枢轴元素M,将数组一分为二:如将数组的第一个元素设置为枢轴元素。2...

  • 常见排序的java实现

    常见排序的java实现 常见排序java实现 插入排序(二分插入排序) 希尔排序 快速排序(三数中值快排) 冒泡排...

  • 排序

    八大排序算法 一、归并排序 递归及非递归的JAVA实现 二、快速排序 快排算法JAVA实现 三、堆排序 堆排序堆排...

  • 快排-Java

  • Java 快排

  • Java快排

  • 转载:快排实现

    快速排序(Quicksort) 基本思想:(分治) 先从数列中取出一个数作为key值; 将比这个数小的数全部放在它...

  • js实现快排

    function quick_sort(list, start, end) {if (start < end) {...

  • 快排递归实现

    基本思想:(分治) 先从数列中取出一个数作为key值;将比这个数小的数全部放在它的左边,大于或等于它的数全部放在它...

  • 三种快排优化Java实现

    快排优化的三种思路: 选择的轴枢元素,是否可以挑选的更好一些? 递归调用排序的时候,是否可以少一些调用? part...

网友评论

      本文标题:快排Java实现

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/qhltrrtx.html