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快速排序(lomuto 和 Hoare)

  1. lomuto。易於理解
  2. Hoare。比較繞,效率比 lomuto 高。

lomuto

static void quickSort(int[] nums, int left, int right) {

    // base case
    if (left >= right) return;

    // partition
    int pivot = nums[left]; // 軸心值
    int lBound = left;  // 指向小堆最後一個元素,等於 left 說明小堆為空
    int rBound = left + 1;

    // rBound 作為探子探索“亂堆”
    while (rBound <= right) {
        if (nums[rBound] >= pivot) {
            // 找到大元素,放入大堆
            rBound++;
        } else {
            // 找到小元素,放入小堆(將該元素與大堆第一個元素進行交換)
            swap(nums, ++lBound, rBound++);
        }
    }
    swap(nums, left, lBound); // 將小堆最後一個元素與 pivot 交換

    // System.out.println("[" + left + ", " + right + "] " + Arrays.toString(nums));

    // recursion
    quickSort(nums, left, lBound);
    quickSort(nums, lBound + 1, right);
}

Hoare

static void process(int[] nums, int left, int right) {
    if (left >= right) return;
    int pivot = nums[right]; // 右邊界上的值作為“軸心”
    int i = left, j = right - 1;
    while (true) {
        while (i < right && nums[i] <= pivot) i++;
        while (left <= j && nums[j] > pivot) j--;
        if (i > j) break;
        swap(nums, i, j);
    }
    swap(nums, i, right);
    process(nums, left, i - 1);
    process(nums, i, right);
}

參考:

沉舟側畔千帆過,病樹前頭萬木春。