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排序演算法(三)——快速排序

快速排序(英語:Quicksort),簡稱快排,一種排序演算法。在平均狀況下,排序n個專案要{\displaystyle \ O(n\log n)}次比較。在最壞狀況下則需要{\displaystyle O(n^{2})}次比較。

運作方式如下:

1.從陣列中挑出一個元素,作為基準,一般是第一個元素。

2.重新排序數列,所有比基準值小的元素擺放在基準前面,所有比基準值大的元素擺在基準後面(相同的數可以到任何一邊)。在這個分割結束之後,該基準就處於數列的中間位置。

3.遞迴的把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。

4.直到遞迴到最底部時,數列的大小是零或一,也就是已經排序好了。

快速排序的平均時間複雜度也是:O(nlogn)

package cn.kimtian.sort;

import java.util.Arrays;

/**
 * 這是以一個快速排序演算法
 *
 * @author kimtian
 */
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{3, 4, 6, 7, 2, 7, 2, 8, 0};
         int[] arr1 = new int[]{7, 7, 6, 8, 4};
        System.out.println(Arrays.toString(arr1));
        quickSort(arr1, 0, arr1.length - 1);
    }

    /**
     * 快速排序
     * {3, 4, 6, 7, 2, 7, 2, 8, 0}
     * 第一輪:{0, 2, 2, 3, 7, 7, 6, 8, 4}
     * 第二輪:{0, 2, 2, 3, 7, 7, 6, 8, 4}
     * 第三輪:{0, 2, 2, 3, 7, 7, 6, 8, 4}
     * 第四輪:{0, 2, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 8}
     * 第五輪:{0, 2, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 8}
     * 第六輪:{0, 2, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 8}
     * 第七輪:{0, 2, 2, 3, 4, 6, 7, 7, 8}
     *
     * @param arr 需要排序的陣列
     */

    public static void quickSort(int[] arr, int start, int end) {
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //開始和結束標記中間一定要有元素
        if (start < end) {
            //先找到一個標準數,一般採用陣列開始的數
            int stard = arr[start];
            //記錄需要排序的下標
            int low = start;
            int high = end;
            //迴圈找比標準數大的數和比標準數小的數
            while (low < high) {
                //右邊數比標註數大,直接向前移動
                while (low < high && stard <= arr[high]) {
                    high--;
                }
                //使用右邊的數字替換左邊的數字
                arr[low] = arr[high];
                //左邊數比標註數小,直接向前移動
                while (low < high && arr[low] <= stard) {
                    low++;
                }
                arr[high] = arr[low];
            }
            //把標準數賦給重合位置所在的元素
            arr[low] = stard;
            //處理所有小的數字
            quickSort(arr, start, low);
            //處理所有大的數字
            quickSort(arr, low + 1, end);
        }
    }
}