一、基本的快速排序
在數組中選取一個元素為基點，然後想辦法把這個基點元素移動到它在排好序後的最終位置，使得新數組中在這個基點之前的元素都小于這個基點，而之後的元素都大于這個基點，然後再對前後兩部分數組快速排序，直到數組排序完成。
代碼實作：
public void quickSorted ( intarr[] ) {int n = arr.length - 1; //閉區間 [0...n]
__quickSorted (arr, 0, n);
}private __quickSorted( int arr[], int L, intR) {if ( (L >=R) {return;
}//将基點移動到最終位置的方法
int p =__partioner(arr, L, R);//遞歸拆分數組
__quickSorted(arr, L, p - 1);
__quickSorted(arr, p+ 1, R);
}
那麼最大的問題就是怎麼把這個基點移動到它最終應該所在的位置。
代碼實作：
private int __partioner ( int arr[], int L, intR ) {int v =arr[L];//[L + 1, j] < v ; [j + 1, i) > v;
int j =L;for ( int i = L + 1; i <= R; i++) {if ( arr[i]
int tmp = arr[j + 1];
arr[j+ 1] =arr[i];
arr[i]=tmp;
j++;
}
}//交換 arr[j] 和arr[L]
int tmp =arr[j];
arr[j]=arr[L];
arr[L]=tmp;returnj;
}
最終實作：
public void quickSorted ( intarr[] ) {int n = arr.length - 1; //閉區間 [0...n]
__quickSorted (arr, 0, n);
}private __quickSorted( int arr[], int L, intR) {if ( (L >=R) {return;
}//将基點移動到最終位置的方法
int p =__partioner(arr, L, R);//遞歸拆分數組
__quickSorted(arr, L, p - 1);
__quickSorted(arr, p+ 1, R);
}private int __partioner ( int arr[], int L, intR ) {int v =arr[L];//[L + 1, j] < v ; [j + 1, i) > v;
int j =L;for ( int i = L + 1; i <= R; i++) {if ( arr[i]
int tmp = arr[j + 1];
arr[j+ 1] =arr[i];
arr[i]=tmp;
j++;
}
}//交換 arr[j] 和arr[L]
int tmp =arr[j];
arr[j]=arr[L];
arr[L]=tmp;returnj;
}
View Code 快速排序完整代碼
二、快速排序的優化
1. 快速排序的第一次優化，減小遞歸的深度，轉而使用 選擇排序
private __quickSorted( int arr[], int L, intR) {//if ( (L >= R) {//return;//}//快速排序的第一次優化，減小遞歸的深度，轉而使用 選擇排序
if ( R - L <= 15) {
insertSorted(arr, L, R);return;
}
//将基點移動到最終位置的方法
int p =__partioner(arr, L, R);//遞歸拆分數組
__quickSorted(arr, L, p - 1);
__quickSorted(arr, p+ 1, R);
}//減小遞歸的深度轉而使用選擇排序
private void insertSorted(int arr[], int L, intR) {for (int i = L + 1; i <= R; i++) {int i =arr[i];intj;for (j = i; j > L && arr[j - 1] > e; j--) {
arr[j]= arr[j - 1];
}
}return;
}
2. 優化二，基點的選擇随機化
private int __partioner ( int arr[], int L, intR ) {//第二次優化，将基點的選擇随機化
int rand = (new Random().nextInt(R + 1)) +L;//交換最左側和随機點的元素
int tmp =arr[rand];
arr[rand]=arr[L];
arr[L]=tmp;
int v =arr[L];//[L + 1, j] < v ; [j + 1, i) > v;
int j =L;for ( int i = L + 1; i <= R; i++) {if ( arr[i]
int tmp = arr[j + 1];
arr[j+ 1] =arr[i];
arr[i]=tmp;
j++;
}
}//交換 arr[j] 和arr[L]
int tmp =arr[j];
arr[j]=arr[L];
arr[L]=tmp;returnj;
}
三、兩路快排
解決排序的數組中存在多數重複元素的情況
代碼實作
public void quickSorted ( intarr[] ) {int n = arr.length - 1; //閉區間 [0...n]
__quickSorted (arr, 0, n);
}private __quickSorted( int arr[], int L, intR) {//if ( (L >= R) {//return;//}//快速排序的第一次優化，減小遞歸的深度，轉而使用 選擇排序
if ( R - L <= 15) {
insertSorted(arr, L, R);return;
}//将基點移動到最終位置的方法
int p =__partioner(arr, L, R);//遞歸拆分數組
__quickSorted(arr, L, p - 1);
__quickSorted(arr, p+ 1, R);
}private int __partioner ( int arr[], int L, intR ) {//第二次優化，将基點的選擇随機化
int rand = (new Random().nextInt(R + 1)) +L;//交換最左側和随機點的元素
int tmp =arr[rand];
arr[rand]=arr[L];
arr[L]=tmp;int v =arr[L];//兩路快排的實作過程
int i = L + 1;int j =R ;while (true) {while (i <= R && arr[i]
i++;
}while (j >= L + 1 && arr[j] >v) {
j--;
}if (i >j) {break;
}//交換 i 和 j 的位置
inttmp arr[i];
arr[i]=arr[j];
arr[j]=tmp;
}inttmp arr[L];
arr[L]=arr[j];
arr[j]=tmp;returnj;
}//減小遞歸的深度轉而使用選擇排序
private void insertSorted(int arr[], int L, intR) {for (int i = L + 1; i <= R; i++) {int i =arr[i];intj;for (j = i; j > L && arr[j - 1] > e; j--) {
arr[j]= arr[j - 1];
}
}return;
}
View Code 兩路快排代碼實作
四、三路快排
代碼實作：
public static void quickSorted3Ways(intarr[]) {int n = arr.length -1;//arr[0, n] 閉區間
__quickSorted3Ways(arr, 0, n);
}private static void __quickSorted3Ways(int[] arr, int L, intR) {//if (L >= R) {//return;//}//快速排序的第一次優化，減小遞歸的深度，轉而使用 選擇排序
if ( R - L <= 15) {
insertSorted(arr, L, R);return;
}//第二次優化，将基點的選擇随機化
int rand = (new Random().nextInt(R + 1)) +L;//交換最左側和随機點的元素
int tmp =arr[rand];
arr[rand]=arr[L];
arr[L]=tmp;int v =arr[L];//partioner//這三個變量的初始值 ， 相當重要
int lt = L; //arr[L + 1, lt] < v
int gt = R + 1; //arr[gt, R] > v
int i =L + 1; //arr[lt + 1, i ) ==v//此處的 i 的比較對象
while (i
SortedHandler.swap(arr, i, lt+ 1);
lt++;
i++;
}else if (arr[i] >v) {
SortedHandler.swap(arr, i, gt- 1);
gt--;
}else{
i++;
}
}
SortedHandler.swap(arr, lt, L);
__quickSorted3Ways(arr, L, lt-1);
__quickSorted3Ways(arr, gt, R);
}
View Code 三路快排
最後附上整篇 關于快速排序從實作到逐漸優化的思路圖 (畫到我懷疑人生了....)