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快速排序演算法原理及java遞迴實現



快速排序 對氣泡排序的一種改進,若初始記錄序列按關鍵字有序或基本有序,蛻化為氣泡排序。使用的是遞迴原理,在所有同數量級O(n longn) 的排序方法中,其平均效能最好。就平均時間而言,是目前被認為最好的一種內部排序方法
基本思想是:通過一躺排序將要排序的資料分割成獨立的兩部分,其中一部分的所有資料都比另外一部分的所有資料都要小,然後再按此方法對這兩部分資料分別進行快速排序,整個排序過程可以遞迴進行,以此達到整個資料變成有序序列。
三個指標: 第一個指標稱為pivotkey指標(樞軸),第二個指標和第三個指標分別為left指標和right指標,分別指向最左邊的值和最右邊的值。left指標和right

指標從兩邊同時向中間逼近,在逼近的過程中不停的與樞軸比較,將比樞軸小的元素移到低端,將比樞軸大的元素移到高階,樞軸選定後永遠不變,最終在中間,前小後大。

需要兩個函式:

① 遞迴函式  public static void quickSort(int[] array, int left, int right) {}
② 分割函式(一趟快速排序函式)public static int partitionByPivotValue(int[] array, int left, int right) {}

JAVA原始碼(成功執行)

package Algorithm;

public class QuickSort {
	public static void main(String[] args) {
		int[] array = { 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27 };
		quickSort(array, 0, array.length - 1);
		for (int i = 0; i < array.length; i++) {
			System.out.print(array[i] + " -- ");
		}
	}

	/**
	 * 先按照陣列為資料原型寫出演算法,再寫出擴充套件性演算法。陣列{49,38,65,97,76,13,27}
	 * 
	 * @param array
	 * @param left
	 * @param right
	 */
	public static void quickSort(int[] array, int left, int right) {
		int pivotKey;
		if (left < right) {
			pivotKey = partitionByPivotValue(array, left, right);
			// 對左右陣列遞迴呼叫快速排序,直到順序完全正確
			quickSort(array, left, pivotKey - 1);
			quickSort(array, pivotKey + 1, right);
		}
	}

	/**
	 * pivotValue作為樞軸,較之小的元素排序後在其左,較之大的元素排序後在其右
	 * 
	 * @param array
	 * @param left
	 * @param right
	 * @return
	 */
	public static int partitionByPivotValue(int[] array, int left, int right) {
		int pivotValue = array[left];
		// 樞軸選定後永遠不變,最終在中間,前小後大
		while (left < right) {
			while (left < right && array[right] >= pivotValue) {
				--right;
			}
			// 將比樞軸小的元素移到低端,此時right位相當於空,等待低位比pivotkey大的數補上
			array[left] = array[right];
			while (left < right && array[left] <= pivotValue) {
				++left;
			}
			// 將比樞軸大的元素移到高階,此時left位相當於空,等待高位比pivotkey小的數補上
			array[right] = array[left];
		}
		// 當left == right,完成一趟快速排序,此時left位相當於空,等待pivotkey補上
		array[left] = pivotValue;
		return left;
	}
}