【JavaDS】排序——快速排序

简介: 【JavaDS】排序——快速排序

概念

1. 在序列中选择一个元素(如何选择并不重要,记为 pivot),通过遍历的方式,比较给定        元素和区间内其他元素的大小关系


2. 在遍历期间,通过算法的设计,将序列排成如下图序列


       注意:<= pivot 和 >= pivot 区间内顺序无法保证


                  pivot 也很大可能不在中间


3. 此时认为 pivot 就处于序列有序后其应该在的位置,最后对左右两个区间分别排序


11.png


11.png

排序过程中的小细节

1. 如果区间内元素个数 <= 1,则不用做任何处理,因为天然有序


2. 从区间中(这个区间不代表整个数组,需要用 [from, to] 来限定)中挑选一个 pivot ,方式      随意


3. 遍历区间,将每个元素都和 pivot 进行比较,并且进行必要的位置移动,使得遍历完成          后,满足上图所示区间


   把这个处理区间的过程称为 partition


   注意:partition 的过程只是快速排序中的一个小步骤,并非全部过程


4.大区间处理完成后,继续对两个小区间按照同样的方法进行处理(算法可使用递归)


具体的 partition 的方法

partitionMethodA


从 array[left] 开始与 pivot 进行比较,当出现 array[left] > pivot 时,left++ 停止,array[right] 再与 pivot 比较,出现array[right] < pivot 时,right-- 停止,随后交换array[left] 和 array[right] ,重复此操作直到 [left, right) 区间内没有元素了(即 left ==right),最后再将 array[to] 和array[left](或 array[right] )的值交换(即将 pivot 的值放在序列中间),至此第一次 partition 完成


12.png


partitionMethodB

最开始 to == right


取 array[to] = pivot ,从array[left++] 开始依此与 pivot 进行比较,若遇到 > pivot 的元素,将array[left] 赋值给array[right] ,随后再从array[right--] 开始与 pivot 比较,若遇到 < pivot 的元素 ,将array[right] 赋值给 array[left] ,重复此步骤直至 left == right , 再将 pivot 的值赋给array[left],至此第一次 partition 完成


代码参考

private static int partitionMethodA(long[] array, int from, int to) {
        long pivot = array[to];
        int left = from;
        int right = to;
        while (left < right) {
            while (left < right && array[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            while (left < right && array[right] >= pivot) {
                right--;
            }
            long t = array[left];
            array[left] = array[right];
            array[right] = t;
        }
        long t = array[to];
        array[to] = array[left];
        array[left] = t;
        return left;
    }
    private static int partitionMethodB(long[] array, int from, int to) {
        long pivot = array[to];
        int left = from;
        int right = to;
        while (left < right) {
            while (left < right && array[left] <= pivot) {
                right--;
            }
            array[right] = array[left];
            while (left < right && array[right] >= pivot) {
                left++;
            }
            array[left] = array[right];
        }
        array[left] = pivot;
        return left;
    }


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