java实现快速排序(详细解释代码和逻辑)

简介: java实现快速排序(详细解释代码和逻辑)

快速排序(QuickSort)是一种高效的排序算法,平均时间复杂度为O(n log n),最坏情况下为O(n^2)。它通过分治法将数组分为较小的子数组来排序。

快速排序代码实现

public class QuickSort {
    // 主方法,用于调用快速排序方法
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {34, 7, 23, 32, 5, 62};
        quickSort(array, 0, array.length - 1);
        for (int i : array) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
 
    // 快速排序方法
    public static void quickSort(int[] array, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int pivotIndex = partition(array, low, high); // 获取划分点
            quickSort(array, low, pivotIndex - 1);  // 对左子数组进行递归排序
            quickSort(array, pivotIndex + 1, high); // 对右子数组进行递归排序
        }
    }
 
    // 划分方法
    public static int partition(int[] array, int low, int high) {
        int pivot = array[high]; // 选择最后一个元素作为枢纽
        int i = low - 1; // i是较小元素的索引
 
        for (int j = low; j < high; j++) {
            // 如果当前元素小于或等于枢纽
            if (array[j] <= pivot) {
                i++;
                // 交换array[i]和array[j]
                int temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }
 
        // 交换array[i + 1]和array[high] (或pivot)
        int temp = array[i + 1];
        array[i + 1] = array[high];
        array[high] = temp;
 
        return i + 1; // 返回划分点索引
    }
}

示例1:对整数数组进行排序

在主方法中,创建了一个整数数组并调用了quickSort方法对其进行排序。以下是代码的详细解释:

数组初始化:

int[] array = {34, 7, 23, 32, 5, 62};

调用快速排序方法:

quickSort(array, 0, array.length - 1);

打印排序后的数组:

1. for (int i : array) {
2.     System.out.print(i + " ");
3. }
  1. 这段代码遍历排序后的数组并打印每个元素。

代码解释

快速排序方法

public static void quickSort(int[] array, int low, int high) {
    if (low < high) {
        int pivotIndex = partition(array, low, high); // 获取划分点
        quickSort(array, low, pivotIndex - 1);  // 对左子数组进行递归排序
        quickSort(array, pivotIndex + 1, high); // 对右子数组进行递归排序
    }
}
  • quickSort方法接收三个参数:待排序数组array,子数组的起始索引low和结束索引high
  • 如果low小于high,说明子数组内至少有两个元素需要排序。
  • 调用partition方法获取划分点pivotIndex,然后递归调用quickSort对左子数组和右子数组进行排序。

划分方法

public static int partition(int[] array, int low, int high) {
    int pivot = array[high]; // 选择最后一个元素作为枢纽
    int i = low - 1; // i是较小元素的索引
 
    for (int j = low; j < high; j++) {
        // 如果当前元素小于或等于枢纽
        if (array[j] <= pivot) {
            i++;
            // 交换array[i]和array[j]
            int temp = array[i];
            array[i] = array[j];
            array[j] = temp;
        }
    }
 
    // 交换array[i + 1]和array[high] (或pivot)
    int temp = array[i + 1];
    array[i + 1] = array[high];
    array[high] = temp;
 
    return i + 1; // 返回划分点索引
}

partition方法接收三个参数:待划分数组array,子数组的起始索引low和结束索引high。

选择子数组的最后一个元素作为枢纽元素pivot。

初始化索引i为low - 1,用于记录小于或等于枢纽元素的区域。

遍历子数组中的每个元素,如果当前元素array[j]小于或等于枢纽元素,则将其与array[i]交换位置。

最后,将枢纽元素放置在正确的位置,并返回其索引。


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