【LeetCode】常用算法之快速排序

今天刷题的时候要用到快排，然后发现居然写不出来了，好沮丧啊。看来基础知识还需要好好加强，先把快排补起来。

简介

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。它的基本思想是：通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外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。

算法步骤

设要排序的数组是A[0]……A[N-1]，首先任意选取一个数据（通常选用数组的第一个数）作为关键数据，然后将所有比它小的数都放到它前面，所有比它大的数都放到它后面，这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是，快速排序不是一种稳定的排序算法，也就是说，多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。

一趟快速排序的算法是：

1. 设置两个变量i、j，排序开始的时候：i=0，j=N-1；
2. 以第一个数组元素作为关键数据，赋值给key，即key=A[0]；
3. 从j开始向前搜索，即由后开始向前搜索(j–)，找到第一个小于key的值A[j]，将A[j]和A[i]互换；
4. 从i开始向后搜索，即由前开始向后搜索(i++)，找到第一个大于key的A[i]，将A[i]和A[j]互换；
5. 重复第3、4步，直到i=j； (3,4步中，没找到符合条件的值，即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值，使得j=j-1，i=i+1，直至找到为止。找到符合条件的值，进行交换的时候i， j指针位置不变。另外，i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候，此时令循环结束）。

算法演示

觉得它这个演示不错，截张图。

实现代码

先上一个自己写的。

package tech.mrbcy.algorithm.sort.qs;

import java.util.Scanner;

public class QuickSort {

    // 排序函数
    public void sort(int[] nums){

        sortHelper(nums, 0, nums.length - 1);
    }

    private void sortHelper(int[] nums, int left, int right){
        if(right - left <= 1 || left > right || left < 0 || right >= nums.length){
            // 不需要排序了
            return;
        }

        int i = left;   // 左边标志位
        int j = right;  // 右边标志位
        int key = nums[i]; // key值

        while(i < j){ 
            // j向前搜索，找到第一个小于key的值
            while(nums[j] >= key && i < j){
                j--;
            }
            // 交换nums[i]和nums[j]
            if(nums[j] < key && i < j){
                swap(nums,i,j);
            }

            // i向后搜索，找到第一个大于key的值
            while(nums[i] <= key && i < j){
                i++;
            }
            // 交换nums[i]和nums[j]
            if(nums[i] > key && i < j){
                swap(nums,i,j);
            }
        }

        // 递归左边部分和右边部分
        sortHelper(nums, left, i - 1);
        sortHelper(nums, j + 1, right);

    }

    private void swap(int[] nums, int from ,int to){
        int temp = nums[from];
        nums[from] = nums[to];
        nums[to] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String line = scanner.nextLine();
        String[] strs = line.split(",");
        int[] nums = new int[strs.length];

        int len = strs.length;
        for(int i = 0; i < len; i++){
            nums[i] = Integer.parseInt(strs[i]);
        }

        QuickSort qs = new QuickSort();
        qs.sort(nums);

        // 输出结果
        System.out.println("");
        for(int i = 0; i < len; i++){
            System.out.print(nums[i] + ",");
        }
    }

}

写得好不容易啊。不过还是调出来了。

优化版

找到了这一篇学习资料http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/6684558，然后又优化了一下。

package tech.mrbcy.algorithm.sort.qs;

import java.util.Scanner;

public class QuickSort {

    // 排序函数
    public void sort(int[] nums){

        sortHelper(nums, 0, nums.length - 1);
    }

    private void sortHelper(int[] nums, int left, int right){
        if(right - left <= 1 || left < 0 || right >= nums.length){
            // 不需要排序了
            return;
        }

        int i = left;   // 左边标志位
        int j = right;  // 右边标志位
        int key = nums[i]; // key值

        while(i < j){ 
            // j向前搜索，找到第一个小于key的值
            while(nums[j] >= key && i < j){
                j--;
            }
            // 交换nums[i]和nums[j]
            if(nums[j] < key && i < j){
                nums[i] = nums[j];
                i++; // 填坑后移
            }

            // i向后搜索，找到第一个大于key的值
            while(nums[i] <= key && i < j){
                i++;
            }
            // 交换nums[i]和nums[j]
            if(nums[i] > key && i < j){
                nums[j] = nums[i];
                j--;
            }
        }
        // 现在i 和 j相同，把key填进来
        nums[i] = key;
        // 递归左边部分和右边部分
        if(left < i){
            sortHelper(nums, left, i - 1);
        }
        if(right > j){
            sortHelper(nums, j + 1, right);
        }

    }


    public static void main(String[] args) {
        Scanner scanner = new Scanner(System.in);
        String line = scanner.nextLine();
        String[] strs = line.split(",");
        int[] nums = new int[strs.length];

        int len = strs.length;
        for(int i = 0; i < len; i++){
            nums[i] = Integer.parseInt(strs[i]);
        }

        QuickSort qs = new QuickSort();
        qs.sort(nums);

        // 输出结果
        System.out.println("");
        for(int i = 0; i < len; i++){
            System.out.print(nums[i] + ",");
        }
    }

}

参考资料

唉，我居然引了百度百科。。。

http://baike.baidu.com/link?url=vCDnAnwqMBmgoDSBNNnsXbEAEICzJQI212DLs2fPPNPGjhZ27bE6mDtgdRKxzh_JXXWFtN2RyPidc71niY9_rdqT–rvySgsDYTZAnxg1Pc6EyoR5OOzd2uVWo9Hq82W-KFOFffModIEuLXmJmtZq4yRXp1URZzRzHjhhGq2ftoih7yE4M8nt8zxSLT1AIiMyGRktpotHutJKAQAhAEcy0_KP5gFauYGa49_V48wqAW

http://blog.csdn.net/morewindows/article/details/6684558