算法图解之快速排序(JAVA版本)

阅读这篇文章就证明你已经开始踏上了算法的修仙之路，接下来我会两天一更，介绍图解算法里面的算法的实现, 适合Java程序员阅读。

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前言

提示：这里可以添加本文要记录的大概内容：
接着上一篇递归之后，学习快速排序，需要的基础有递归思想，分治思想。
其中递归思想在前两篇中也讲到过该思想，这篇重点了解分治思想。

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提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、什么是分治思想？

1.核心思想

分治的核心思想: 就是将一个问题N分解成多个子问题K, 求解子问题的解，就是求最终问题的解。有些简单的问题还可以用二分算法。

百度百科的分治算法介绍地址

2.案例展示

将一个数组[5,8,3,7,1,4]进行排序，用分治的思想去求解，其实就是把大数组分成很多小数组，将小数组排好序合并，大数组排序的问题就解决了。

二、快速排序和选择排序的比较

快速排序: 糟糕情况的运行时间为O(n * n), 平均情况为O(n * logn)
比较排序: 比较稳定，运行时间为O(n * n)
相比之下:
快速排序算是排序算法里面比较快的算法之一。
所有我们需要去学习快速排序，包括里面包含的思想。

三、快速排序实现

1.实现步骤

1.找到基准数, 比如刚开始我找的是索引为0元素。
2.将数组分成两个子数组，一个数组大于基准数，另外一个数组小于基准数。
3.对两个子数组进行快速排序
4.每次递归都需要找到基线条件。

2.python实现

def quicksort(array):
    if len(array) < 2:
        return array
    else:

        pivot = array[0]

        less = [i for i in array[1:] if i <= pivot]

        greater = [i for i in array[1:] if i > pivot]

        return quicksort(less) + [pivot] + quicksort(greater)


print( quicksort([5,8,3,7,1,4]))

3.Java实现

public class QuickSort {

    public static void main(String[] args) {
        //数据源
        Integer[] myList = new Integer[]{5,8,3,7,1,4};
        //快速排序
        quickSort(myList,0,myList.length-1);
        //打印结果
        print(myList);
    }

    //递归排序
    public static void quickSort(Integer[] myList, int low, int high) {
        if(low < high){    //基线条件
            Integer pivot = partition(myList,low,high);    //基准数
            quickSort(myList,0,pivot);
            quickSort(myList, pivot+1, high);   //递归
        }
    }

    //分而治之
    public static Integer partition(Integer[] myList, int low, int high) {
        Integer pivot = myList[low];
        while(low < high){
          while(low < high && myList[high] >= pivot){
              --high;
          }
          swap(myList,low,high);  //交换法，互换位置
          while(low < high && myList[low] <= pivot){
              ++low;
          }
          swap(myList,low,high);  //交换法，互换位置
        }
        return low;
    }

    //交换法
    public static void swap(Integer[] myList, int low, int high) {
        Integer temp = myList[low];
        myList[low] = myList[high];
        myList[high] = temp;
    }

    //打印函数
    public static void print(Integer[] myList){
        for(int i = 0; i < myList.length; i++){
            System.out.print(myList[i] + "->");
        }
        System.out.println("null");
    }
}

4.两者比较

python实现快速排序确实更好体现了分治思想，因为有切片和连接的方法。
Java实现快速排序利用的交换法去实现的分区。
思路是一模一样的，但是处理的方式会根据语言的不同而有差异。

总结

下一篇将会介绍广度优先搜索，搜索算法的一种，需要散列表和队列这种数据结构的基础。也希望大家把快速排序掌握，当然分治思想还是入门，需要刷更多的题目去掌握不同场景下的分治的应用。