使用JAVA直观感受快速排序与冒泡排序的性能差异
初学算法，肯定会编写排序算法
其中两个最为有名的就是冒泡排序和快速排序
理论上冒泡排序的时间复杂度为O(N^2)，快速排序的时间复杂度为O(NlogN)
下面本门使用JAVA，分别编写三段排序程序
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对十万个0-9999的整数进行一次冒泡排序
-
对十万个0-9999的整数进行1000次快速排序，使用递归完成
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对十万个0-9999的整数进行1000次快速排序，使用堆栈完成
对十万个0-9999的整数进行一次冒泡排序：
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package
sort;
import
java.util.Date;
public
class
PopSort {
public
static
void
main(String[] args){
int
N=
100000
;
int
[] array=
new
int
[N];
for
(
int
i=
0
;i<N;i++)
array[i]=(
int
) (Math.random()*
9999
);
Date begin=
new
Date();
for
(
int
i=N-
1
;i>
1
;i--){
for
(
int
j=
0
;j<i;j++){
if
(array[j]>array[j+
1
]){
int
tmp=array[j];
array[j]=array[j+
1
];
array[j+
1
]=tmp;
}
}
}
Date end=
new
Date();
System.out.println(
"使用冒泡排序，对 "
+N+
"个整数进行排序，用时："
+String.valueOf(end.getTime()-begin.getTime())+
"毫秒"
);
for
(
int
i=
0
;i<
100
;i++)
System.out.print(array[i]+
" "
);
}
}
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执行结果：
下面是使用递归方法的快速排序：
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package
sort;
import
java.util.Date;
public
class
QuickSort {
public
static
void
main(String[] args){
int
K=
1000
;
int
N=
100000
;
Date begin =
new
Date();
for
(
int
num=
0
;num<K;num++){
int
[] array=
new
int
[N];
for
(
int
i=
0
;i<N;i++)
array[i]=(
int
) (Math.random()*
9999
);
sort(array,
0
,array.length-
1
);
}
Date end=
new
Date();
long
time=end.getTime()-begin.getTime();
System.out.println(
"使用递归方式进行快速排序，对 "
+N+
"个整数进行排序 "
+K+
"次，用时："
+String.valueOf(time)+
"毫秒\n平均用时："
+time/K+
"毫秒"
);
}
private
static
void
sort(
int
[] array,
int
begin,
int
end){
int
right=end,left=begin;
while
(right!=left){
for
(;right>left;right--){
if
(array[begin]>=array[right])
break
;
}
for
(;left<right;left++){
if
(array[begin]<array[left])
break
;
}
if
(left!=right){
int
tmp=array[left];
array[left]=array[right];
array[right]=tmp;
}
else
if
(right!=begin){
int
tmp=array[begin];
array[begin]=array[left];
array[left]=tmp;
}
}
if
(left-
1
>begin)
sort(array,begin,left-
1
);
if
(right+
1
<end)
sort(array,right+
1
,end);
}
}
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执行结果：
最后一段程序是使用数据结构栈来实现的非递归快速排序算法：
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package
sort;
import
java.util.Date;
import
java.util.Stack;
/**
* 使用栈而不是递归来实现快排
* @author [email protected]
* Time : 2016年1月8日 下午9:51:49
*/
public
class
QuickSort2 {
public
static
void
main(String[] args) {
Date begin =
new
Date();
Date end=
null
;
int
K=
1000
;
int
N=
100000
;
for
(
int
num=
0
;num<K;num++){
int
[] array=
new
int
[N];
for
(
int
i=
0
;i<N;i++)
array[i]=(
int
) (Math.random()*
9999
);
Stack<Node> stack=
new
Stack<Node>();
stack.add(
new
Node(
0
,N-
1
));
while
(!stack.isEmpty()){
Node node=stack.pop();
int
right=node.end , left=node.begin;
while
(right!=left){
for
(;right>left;right--)
if
(array[node.begin]>=array[right])
break
;
for
(;left<right;left++)
if
(array[node.begin]<array[left])
break
;
if
(left!=right){
int
tmp=array[left];
array[left]=array[right];
array[right]=tmp;
}
else
if
(right!=node.begin){
int
tmp=array[node.begin];
array[node.begin]=array[right];
array[right]=tmp;
}
}
if
(left-
1
>node.begin)
stack.push(
new
Node(node.begin,left-
1
));
if
(node.end>right+
1
)
stack.push(
new
Node(right+
1
,node.end));
}
}
end=
new
Date();
long
time=end.getTime()-begin.getTime();
System.out.println(
"使用数据结构栈进行快速排序，对 "
+N+
"个整数进行排序 "
+K+
"次，用时："
+String.valueOf(time)+
"毫秒\n平均用时："
+time/K+
"毫秒"
);
}
}
class
Node{
public
int
begin;
public
int
end;
public
Node(
int
begin,
int
end){
this
.begin=begin;
this
.end=end;
}
}
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执行结果：
综上所述，可以直观的看出来
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复杂度为O(N^2)的冒泡排序速度相当慢，一次排序就要18秒，而复杂度为O(NlogN)的快速排序基本上20毫秒内就搞定，这就是算法的力量啊。
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递归函数在这里并不会影响性能，直观，简洁的递归算法是相当实用的，除非动态规划算法一定要将递归转变成循环，否则大多数情况下并不需要改变递归方法，而非递归算法因为会引入其他数据结构，有可能导致程序还会稍稍有些额外开支。
本文来自：http://www.hexcode.cn/article/4090/show