排序算法图解之Java快速排序的分步刨析

目录

• 1.快速排序简介
• 2.思路简介及图解
• 3.实现代码及运行结果

1.快速排序简介

快速排序是对冒泡排序的一种改进。基本思想为：通过一趟排序将要排序的数据分割为独立的两个部分，其中一部分的所有数据比另外一部分的所有数据要小，然后按照此方法对这两部分分别进行快速排序，整个过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。

2.思路简介及图解

快速排序算法通过多次比较和交换来实现排序，其排序流程如下：

(1)首先设定一个分界值，通过该分界值将数组分成左右两部分。

(2)将大于或等于分界值的数据集中到数组右边，小于分界值的数据集中到数组的左边。此时，左边部分中各元素都小于分界值，而右边部分中各元素都大于或等于分界值。

(3)然后，左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据，又可以取一个分界值，将该部分数据分成左右两部分，同样在左边放置较小值，右边放置较大值。右侧的数组数据也可以做类似处理。

(4)重复上述过程，可以看出，这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后，再递归排好右侧部分的顺序。当左、右两个部分各数据排序完成后，整个数组的排序也就完成了。

光看思路简介其实还不是很好理解，下面来举例说明

一般情况下，我们会把数组中的一个数当作基准数（方便起见，会将数组最左边的当作基准数），然后从两边进行检索。按照如下步骤进行：

• 先从右边检索比基准数小的
• 再从左边检索比基准数大的
• 一旦检索到，就停下，并将检索到的两个元素进行交换
• 重复上述步骤，直到检索相遇，则替换基准数，并更新区间，递归进行
• 最终序列会变得有序

思路图解：

该图出自网络，方便起见就以序列：{6，1，8，0，0，9，5，3，7} 为例子

具体分析一下第一趟排序：以6为基准数的步骤

1.红色块标识基准数，left、right初始位置如图所示：

2.right不断向左移动，寻找比基准数小的数，如图所示，找到了3

3.此时left开始移动，不断向右移动，寻找比基准数大的数，找到了8，这时，left、right都找到了对应的数，进行交换：

4.right继续向左寻找比基准数6小的数，找到后，left继续向右寻找比基准数大的数，当left与right都找到对应的数后，再次进行交换。

5.重复上述步骤，right继续向左走，但是此时，left与right相遇，指向了5的位置，则将基准数与该位置的数进行交换，这样就可以观察到，6的左边都是比6小的，右边都是比6大的。

6.该过程需要递归进行，直到序列有序。即以5为基准数，递归6左边的区间，再递归右边的，反复进行，直到left >right退出。

3.实现代码及运行结果

import java.util.Arrays;

/**
 * @author 兴趣使然黄小黄
 * @version 1.0
 * 快速排序
 */
public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {6,1,8,0,0,9,5,3,7};
        quickSort(arr, 0, arr.length-1);
        System.out.println("排序后: " + Arrays.toString(arr));
    }

    //快速排序
    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        //边界条件
        if (left > right){
            return;
        }

        //定义基准数和左右指针
        int l = left;
        int r = right;
        int base = arr[left];

        //循环，将比基准数小的放在左边，比基准数大的放在右边
        while (l != r){
            //先从右边找比基准数小的，停下
            while (arr[r] >= base && l < r){
                r--;
            }
            //从左边找比基准数大的，停下
            while (arr[l] <= base && l < r){
                l++;
            }
            //此时已经找到对应的l 和 r，进行交换
            int temp = arr[l];
            arr[l] = arr[r];
            arr[r] = temp;
        }
        //至此，基准数两边都按照需要排好了，只需要将基准数与lr相遇的位置进行交换
        arr[left] = arr[l];
        arr[l] = base;
        //打印中间结果
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //先向左找
        quickSort(arr, left, r-1);
        //向右递归
        quickSort(arr, l+1, right);
    }
}

实现结果：

到此这篇关于排序算法图解之Java快速排序的分步刨析的文章就介绍到这了,更多相关Java快速排序内容请搜索脚本之家以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持脚本之家！