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java快速排序

 
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       快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:先设定一个中轴数据,通过一躺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比中轴数据 都要小,另一部分的所有数据都比中轴数据大,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。

    假设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个中轴数据(通常选用第一个数据)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一躺快速排序。一躺快速排序的算法是:

   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X,即X=A[0];

   3)从J开始向前搜索,即由后开始向前搜索(J=J-1),找到第一个小于X的值,两者交换;

   4)从I开始向后搜索,即由前开始向后搜索(I=I+1),找到第一个大于X的值,两者交换;

   5)重复第3、4步,直到I==J;

   例如:待排序的数组A的值分别是:(初始关键数据X=49)

                    A[0]       A[1]    A[2]     A[3]     A[4]      A[5]     A[6]:

                     49        38       65       97       76       13        27

进行第一次交换后: ( 按照算法的第三步从后面开始找)
                    27        38       65       97       76       13        49
进行第二次交换后:(按照算法的第四步从前面开始找>X的值,65>49,两者交换)
                   27        38       49       97       76       13        65       
进行第三次交换后:(按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找)
                   27        38       13       97       76       49        65
进行第四次交换后: (按照算法的第四步从前面开始找大于X的值,97>49,两者交换)
                  27        38       13       49       76       97        65
此时再执行第三步的时候就发现I==J,从而结束一躺快速排序,那么经过一躺快速排序之后的结果是:
                  27        38       13       49       76       97        65
即所以大于49的数全部在49的后面,所以小于49的数全部在49的前面。

      快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列,分别对前面一部分和后面
一部分进行类似的快速排序,从而完成全部数据序列的快速排序,最后把此数据序列变成一个有序的序列,
根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程:

(1)进行一次快速排序之后划分为 {27 38 13} 49 {76 97 65}
(2)分别对前后两部分进行快速排序 {27 38 13} 经第三步和第四步交换后变成 {13 27 38} 完成排序。
(3){76 97 65} 经第三步和第四步交换后变成 {65 76 97} 完成排序。
代码实现:

package com.arithmetic;

public class QuickSort {

	public static void main(String[] args) {
		int[] a = {49,38,65,97,76,13,27};
		QuickSort sort = new QuickSort();
		sort.quickSort(a);
		for(int i = 0; i < a.length; i++) {
			System.out.print(a[i] + " ");
		}
	}
	
	public void quickSort(int[] a) {
		if(a.length > 0) {
			quickSort(a,0,a.length - 1);	
		}
	}
	
	private void quickSort(int[] a,int low, int high) {
		if(low < high) {
			int pivotIndex = sortAndGetPivotIndex(a,low,high);
			quickSort(a,low,pivotIndex - 1);
			quickSort(a,pivotIndex + 1,high);
		}
	}
	
	//一次排序
    public int sortAndGetPivotIndex(int[] a, int low, int high) {  
    	int pivotIndex = low;
    	while(low < high) {
              //步骤3
    		while(low <= high) {
    			if(a[high] < a[pivotIndex]) {
    				change(a,high,pivotIndex);
    				pivotIndex = high;
    				break;
    			}
    			high--;
    		}
              //步骤4
    		while(low <= high) {
    			if(a[low] > a[pivotIndex]) {
    				change(a,low,pivotIndex);
    				pivotIndex = low;
    				break;
    			}
    			low++;
    		}
    	}
    	return pivotIndex;
    }
    
    private void change(int a[], int indexA, int indexB) {
		if(indexA == indexB) {
			return;
		}
		int temp = a[indexA];
		a[indexA] = a[indexB];
		a[indexB] = temp;
	}
}

 其中上面的sortAndGetPivotIndex()方法可以简化点:

private int sortAndGetPivotIndex(int[] src, int start, int end) {  
        int tmp = src[start];       //先把数组的第一个元素作为中轴  
        while (start < end) {  
            while (start < end && src[end] >= tmp) {  
                end--;  
            }  
            src[start] = src[end];  //比中轴小的记录移到低端  
            while (start < end && src[start] <= tmp) {  
                start++;  
            }  
            src[end] = src[start];   //比中轴大的记录移到高端  
        }  
        src[start] = tmp;            //中轴记录到尾  
        return start;                //返回中轴的位置  
    }

 

 

 

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