快速排序

简介

快速排序是冒泡排序的一种改进。开发中，快速排序用的非常多。

• 选择排序的思想也非常简单
  
  • 通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中前一部分的所有数据都比另外后一部分的所有数据都要小。
  • 然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

核心代码

public class QuickSort {

    public void quick(int [] a){
        if (a.length > 0) {
            quickSort(a, 0, a.length-1);
        }
    }

    /**
     * 快速排序
     * @param a
     * @param i
     * @param j
     */
    private void quickSort(int[] a, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int middle = getMiddle(a, low, high);
            quickSort(a, 0, middle-1);
            quickSort(a, middle + 1, high);
        }
    }

    /**
     * 获取中间下标
     * @param a
     * @param low
     * @param high
     * @return
     */
    private int getMiddle(int[] a, int low, int high) {
        int temp = a[low]; // 基准元素
        while (low < high) {
            while (low < high && a[high] >= temp) {
                high--;
            }
            a[low] = a[high];
            while (low < high && a[low] <= temp) {
                low++;
            }
            a[high] = a[low];
        }
        a[low] = temp; // 插入到排序后正确的位置
        return low;
    }

    public static void main(String[] args){
        QuickSort quickSort = new QuickSort();
        int [] a = {19, 2, 3, 90, 67, 33, -7, 24, 3, 56, 34, 5};
        quickSort.quick(a);
        for (int num :a) {
            System.out.println(" " + num);
        }
    }
}

• quickSort()函数内采取先序方式进行递归。
  
  • 第一次调用getMiddle()将数组分成两部分，前一部分的任何值都比后一部分的任何之小。
  • 然后递归这前一部分，再递归后一部分。
  • 这样一变二，二变四，四变八。。。每一部分都进行排序。
  • 回归时，就成了一个有序的序列。

优缺点

• 优点

  • 快，数据移动少
  • 开发使用多
  • 在平均情况下是的排序算法中时间常数最小的，但是最坏情况下会退化到O(n^2)

• 缺点

  • 不稳定

复杂度

• 时间复杂度

  • O(n*logn)

• 空间复杂度

  • O(1)
  • 最优的情况下空间复杂度为：O(logn) ，每一次都平分数组的情况
  • 最差的情况下空间复杂度为：O( n )，退化为冒泡排序的情况

• 稳定度

  • 不稳定

应用场景

• 当数量在50以内

  • 可以使用插入或选择

• 当数量比较大

  • 可以使用快速排序、堆排序和归并排序。