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快速排序的兩種方式及其時間複雜度

首先快速排序是C.R.A.Hoare於1962年提出的一種劃分交換排序。它採用了一種分治的策略,通常稱其為分治法(Divide-and-ConquerMethod)。

方法一:

該方法的基本思想是:
1.先從數列中指定一個數作為基準數。
2.進行分割槽,將比這個數大的數全放到它的右邊,小於或等於它的數全放到它的左邊。
3.再對左右區間重複第二步,直到各區間只有一個數。
設定一個數據源陣列dataSource

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設定第一個數為中間數,大於此數的放在其右邊,小於等於此數的放在其左邊。
大致思路是:
首先,我先用一個變數來儲存中間數的值及78;

然後設定陣列的firstindex為i,lastindex為j,從陣列的最後向前遍歷,如果發現有小於78的,就使s[i]=s[j],及s[1]=49

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陣列值改變後,i++;
找到一個小於中間數的值後,再從前往後找大於中間數的值,

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找到90大於78,然後讓s[j]=90,j--(把這個坑填上,但是前面又有多出一個坑即s[i])    

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然後再從後往前找小於78的數,66<78,再賦值,即s[i]=66,i++

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再從前往後找大於78的數,85>78,賦值s[j]=85,j--

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此刻,i=j,不符合i<j這個條件,跳出迴圈遍歷即可,但是此時數組裡的 還有一個坑沒有填上,即s[i],那麼這是就可以把中間數放到這裡即可

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此時,小於78的放在了前面,大於78的就被放到了後面,在index i 這分成了兩部分,按照上面的步驟,分別對這兩部分進行操作即可。
下面上程式碼:
 //正向想   --- 程式碼有些囉嗦
   private int[] dataArray = {75,8,55,90,56,36,85,77,49,88};

    public void quicksort(int[] s,int left,int right){
        if (left < right) {
            int i = left, j = right;
            //去第一個數為中間數
            int x = s[left];
            //從後往前找小於 中間數的值,把其放在i的位置
            while
(i < j) { while (i < j) { if (s[j] < x) { s[i] = s[j]; i++; break; } j--; } //從前向後找大於中間數的值,把其放在j的位置 while (i < j) { if (s[i] > x) { s[j] = s[i]; j--; break; } i++; } } s[i] = x; quicksort(s, left, i - 1); quicksort(s, i + 1, right); } } //反向想 --- 簡化版 void quick_sort(int s[], int left, int right) { if (left < right) { //第一個數為中間數 int i = left, j = right, x = s[left]; while (i < j) { while(i < j && s[j] >= x) // 從右向左找第一個小於x的數 j--; if(i < j) //從後往前找小於 中間數的值,把其放在i的位置,然後i+1 s[i++] = s[j]; while(i < j && s[i] < x) // 從左向右找第一個大於等於x的數 i++; if(i < j) //從前向後找大於中間數的值,把其放在j的位置,然後 j-1 s[j--] = s[i]; } s[i] = x; quick_sort(s, left, i - 1); // 遞迴呼叫 quick_sort(s, i + 1, right); } } @Test public void testSort(){ quicksort(dataArray,0,dataArray.length-1); for (int k = 0;k<dataArray.length;k++){ System.out.println(dataArray[k]); } }

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方法二:

找到符合的就交換  而不是把中間數記錄下來
設定陣列的最後一個數是中間數。
i = (firstIndex)left - 1;
j = (firstIndex)left

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s[i]=78>50,不交換,j++;

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28<50,i++,交換,j++,

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55>50,不交換,j++;

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90>50,不交換,j++;

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56>50,不交換,j++

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36<50,i++,交換,j++;

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此時,小於50的放在了前面,大於50的就被放到了後面,在index i 這分成了兩部分,按照上面的步驟,分別對這兩部分進行操作即可。
下面上程式碼
 // 交換版 ---  找到符合的就交換  而不是把中間數記錄下來
    public  void swap(int s[],int i,int j){
        int temp;
        temp = s[i];
        s[i] = s[j];
        s[j] = temp;
    }

    public void quick__sork(int s[], int left, int right){
        if (left < right) {
            //最後一個數為中間數
            int i = left-1, j = left;
            //i是最後一個小於中間數的值
            //一進迴圈,先使 i+1                                                                                  
            //使i 一直是 第一個大於中間數 的值,只要找到小於中間數的,就和s[i]交換
            while (j<=right) {
                if (s[j]<=s[right]){
                    i++;
                    swap(s,i,j);
                }
                j++;
            }
            quick__sork(s,left,i-1);
            quick__sork(s,i+1,right);
        }

    }

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三、時間複雜度

快速排序的最好情況:O(nlog n),最壞情況:O(n^2)
最好情況:每次都恰好五五分,一次遞迴共需比較n次,遞迴深度為log n
最壞情況:已排序陣列,比較次數為n-1+n-2+...+1=n*(n-1)/2 ~1*n^2/2

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