十大经典排序算法总结(快速排序)

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1. 快速排序(QuickSort)

1.1 概念

快速排序主要采用分治的基本思想，每次将一个位置上的数据归位，此时该数左边的所有数据都比该数小，右边所有的数据都比该数大，然后递归将已归位的数据左右两边再次进行快排，从而实现所有数据的归位。

1.2 算法描述

1. 从数列中挑出一个元素，称为"基准"（temp），
2. 重新排序数列，所有比基准值小的元素摆放在基准前面，所有比基准值大的元素摆在基准后面（相同的数可以到任何一边）。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
3. 递归地（recursively）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
   示意图:

1.3 代码演示

package com.zhuang.algorithm;

import java.util.Arrays;

/**
 * @Classname QuickSort
 * @Description 快速排序
 * @Date 2021/6/13 16:21
 * @Created by dell
 */

public class QuickSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 4, 8, 1, 9, 3, 15};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            //将数组分为两部分
            int index = getIndex(arr, low, high);
            //递归排序左子数组
            quickSort(arr, low, index - 1);
            //递归排序右子数组
            quickSort(arr, index + 1, high);
        }
    }

    public static int getIndex(int[] arr, int low, int high) {
        //基准temp
        int temp = arr[low];
        while (low < high) {
            while (low < high && arr[high] >= temp) {
                high--;
            }
            //交换比基准大的记录到左端
            arr[low] = arr[high];
            while (low < high && arr[low] <= temp) {
                low++;
            }
            //交换比基准小的记录到右端
            arr[high] = arr[low];
        }
        //扫描完成，基准到位
        arr[low] = temp;
        // 返回基准的位置
        return low;
    }

}

1.4 算法分析

• 最佳情况：T(n) = O(nlogⁿ)
• 最差情况：T(n) = O(n²)
• 平均情况：T(n) = O(nlogⁿ)

1.5 稳定性

快速排序并不是稳定的。这是因为我们无法保证相等的数据按顺序被扫描到和按顺序存放。

1.6 适用场景

快速排序在大多数情况下都是适用的，尤其在数据量大的时候性能优越性更加明显。但是在必要的时候，需要考虑下优化以提高其在最坏情况下的性能

写在最后

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