快速排序和冒泡排序算法

此前由于自己对快速排序算法的认识不够，现在重新学习一遍，加深自己的认识。

快速排序算法是对冒泡算法的一种改进，大家都知道，冒泡排序是比较相邻元素的大小，而快速排序则在冒泡排序的基础上将数组分为两部分，在分别对他们进行排序，通过递归实现。

冒泡排序的实现过程：

#include <studio.h>

#define ARR_LEN 255 //数组上限长度
#define elemType int //元素类型

//冒泡排序
//1.从当前元素开始起，向后依次比较每一对相邻元素，若逆序则交换
//2.对所有元素均重复以上步骤，直至最后一个元素
//elemType arr[]:排序目标数组;int len:元素个数
void bubbleSort(elemType arr[],int len){
    elemType temp;
    int i,j;
    for(i = 0;i < len-1;i++){
        for (int j = 0; j < len-1-i; j++)
        {
            //相邻元素比较，若逆序则交换（升序为左大于右，降序则反之）
            if (arr[j] > arr[j+1])
            {
                temp = arr[j]
                arr[j] = arr[j+1]
                arr[j+1] = temp
            }
        }
    }
}


int main(void){
    elemType arr[ARR_LEN] = {3,5,1,-7,4,9,-6,8,10,4}
    int len = 10;
    int i;

    bubbleSort(arr,len)
    for (int i = 0; i < len; ++i)
    {
        printf("%d\n", arr[i]);
    }
    putchar('\n');
    return 0;
}

快速排序的思想是在一个需要排序的数组A中首先选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的树都放到它左边，所有比它大的数都放到它右边，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法。

一般快速排序的算法是：

• 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开始向前探索，即由后开始向前探索(j--)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]的值互换；
• 4.从i开始向后探索，即由前开始向后探索(i++)，找到第一个小大于key的值A[i]，将A[i]和A[j]的值互换；
• 5.重复第3，4步，知道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ij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。当i==j时，一定是i++,j--完成时，循环结束）

快速排序实现过程:

public static int[] quickSort(int arr[],int start,int  end){
    int pivot = arr[start];
    int i = start;
    int j = end;
    while(i < j){
        while ((i < j)&&(arr[j]>pivot)) {
            j--;
        }
        while ((i<j)&&(arr[i]<pivot)) {
            i++;
        }
        if ((arr[i]==arr[j])&&(i<j)) {
            i++;
        }else{
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[j];
            arr[j] = temp;
        }
    }

    if (i-1>start) arr = quickSort(arr,start,i-1)
    if (j+1<end) arr = quickSort(arr,j+1,end)
    return arr
}

public static void main(String[] args){
    int arr[] = new int[]{3,3,3,7,9,122344,4656,34,34}
    int len = arr.length-1;
    arr=quickSort(arr,0,len)
    for (int i:arr) {
        System.out.print(i+"\t")
    }
}

总结：快速排序和冒泡排序各有优缺点，不过快排时间复杂度是o(nlogn)，而冒牌排序在最坏的情况下的时间复杂度是o(n2)，所以快速排序在提升效率上快了不少。