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java快速排序

2013年10月10日 ⁄ 综合 ⁄ 共 8308字 ⁄ 字号 评论关闭

本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/myelse/archive/2009/04/14/4073654.aspx

 

快速排序是对冒泡排序的一种改进。它的基本思想是:通过一躺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不部分的所有数据都要小,然后再按次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。

    假设要排序的数组是A[1]……A[N],首先任意选取一个数据(通常选用第一个数据)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,这个过程称为一躺快速排序。一躺快速排序的算法是:

   1)、设置两个变量I、J,排序开始的时候I:=1,J:=N;

   2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给X,即X:=A[1];

   3)、从J开始向前搜索,即由后开始向前搜索(J:=J-1),找到第一个小于X的值,两者交换;

   4)、从I开始向后搜索,即由前开始向后搜索(I:=I+1),找到第一个大于X的值,两者交换;

   5)、重复第3、4步,直到I=J;

   例如:待排序的数组A的值分别是:(初始关键数据X:=49)

                   A[1]     A[2]     A[3]     A[4]     A[5]      A[6]     A[7]:

                     49        38       65       97       76       13        27

进行第一次交换后:   27        38       65       97       76       13        49

                   ( 按照算法的第三步从后面开始找

进行第二次交换后:   27        38       49       97       76       13        65

                  ( 按照算法的第四步从前面开始找>X的值,65>49,两者交换,此时I:=3 )

进行第三次交换后:   27        38       13       97       76       49        65

( 按照算法的第五步将又一次执行算法的第三步从后开始找

进行第四次交换后:   27        38       13       49       76       97        65

( 按照算法的第四步从前面开始找大于X的值,97>49,两者交换,此时J:=4 )

      此时再执行第三不的时候就发现I=J,从而结束一躺快速排序,那么经过一躺快速排序之后的结果是:27        38       13       49       76       97        65,即所以大于49的数全部在49的后面,所以小于49的数全部在49的前面。

      快速排序就是递归调用此过程——在以49为中点分割这个数据序列,分别对前面一部分和后面一部分进行类似的快速排序,从而完成全部数据序列的快速排序,最后把此数据序列变成一个有序的序列,根据这种思想对于上述数组A的快速排序的全过程如图6所示:

初始状态                        {49     38     65     97     76     13     27}  

进行一次快速排序之后划分为      {27     38     13}     49   {76     97     65}

分别对前后两部分进行快速排序    {13}    27    {38}

                                结束         结束    {49    65}    76    {97}

                                                    49   {65}         结束

                                                        结束

                          图6    快速排序全过程

1)、设有N(假设N=10)个数,存放在S数组中;

2)、在S[1。。N]中任取一个元素作为比较基准,例如取T=S[1],起目的就是在定出T应在排序结果中的位置K,这个K的位置在:S[1。。K-1]<=S[K]<=S[K+1..N],即在S[K]以前的数都小于S[K],在S[K]以后的数都大于S[K];

3)、利用分治思想(即大化小的策略)可进一步对S[1。。K-1]和S[K+1。。N]两组数据再进行快速排序直到分组对象只有一个数据为止。

如具体数据如下,那么第一躺快速排序的过程是:

数组下标: 1      2      3      4      5      6      7      8      9      10

           45     36     18     53     72     30     48     93     15      36

      I                                                                   J

(1)      36     36     18     53     72     30     48     93     15      45

      

(2)      36     36     18     45     72     30     48     93     15      53

(3)      36     36     18     15     72     30     48     93     45      53

(4)      36     36     18     15     45     30     48     93     72      53

(5)      36     36     18     15     30     45     48     93     72      53

通过一躺排序将45放到应该放的位置K,这里K=6,那么再对S[1。。5]和S[6。。10]分别进行快速排序。

一般来说,冒泡法是程序员最先接触的排序方法,它的优点是原理简单,编程实现容易,但它的缺点就是--程序的大忌--速度太慢。下面我介绍一个理解上简单但编程实现上不是太容易的排序方法,我不知道它是不是现有排序方法中最快的,但它是我见过的最快的。排序同样的数组,它所需的时间只有冒泡法的 4% 左右。我暂时称它为“快速排序法”。

     “快速排序法”使用的是递归原理,下面我结合一个例子来说明“快速排序法”的原理。首先给出一个数组{53,12,98,63,18,72,80,46, 32,21},先找到第一个数--53,把它作为中间值,也就是说,要把53放在一个位置,使得它左边的值比它小,右边的值比它大。{21,12,32, 46,18,53,80,72,63,98},这样一个数组的排序就变成了两个小数组的排序--53左边的数组和53右边的数组,而这两个数组继续用同样的方式继续下去,一直到顺序完全正确。

     我这样讲你们是不是很胡涂,不要紧,我下面给出实现的两个函数:

/*
n就是需要排序的数组,left和right是你需要排序的左界和右界,
如果要排序上面那个数组,那么left和right分别是0和9
*/

void quicksort(int n[], int left,int right)
{
int dp;
if (left<right) {

     /*
     这就是下面要讲到的函数,按照上面所说的,就是把所有小于53的数放
     到它的左边,大的放在右边,然后返回53在整理过的数组中的位置。
     */
     dp=partition(n,left,right);

     quicksort(n,left,dp-1);

     quicksort(n,dp+1,right); //这两个就是递归调用,分别整理53左边的数组和右边的数组
}
}

     我们上面提到先定位第一个数,然后整理这个数组,把比这个数小的放到它的左边,大的放右边,然后

返回这中间值的位置,下面这函数就是做这个的。
int partition(int n[],int left,int right)
{
int lo,hi,pivot,t;

pivot=n[left];
lo=left-1;
hi=right+1;

while(lo+1!=hi) {
     if(n[lo+1]<=pivot)
       lo++;
     else if(n[hi-1]>pivot)
       hi--;
     else {
       t=n[lo+1];
       n[++lo]=n[hi-1];
       n[--hi]=t;
     }
}

n[left]=n[lo];
n[lo]=pivot;
return lo;
}

     这段程序并不难,应该很好看懂,我把过程大致讲一下,首先你的脑子里先浮现一个数组和三个指针,第一个指针称为p指针,在整个过程结束之前它牢牢的指向第一个数,第二个指针和第三个指针分别为lo指针和hi指针,分别指向最左边的值和最右边的值。lo指针和hi指针从两边同时向中间逼近,在逼近的过程中不停的与p指针的值比较,如果lo指针的值比p指针的值小,lo++,还小还++,再小再++,直到碰到一个大于p指针的值,这时视线转移到hi指针,如果 hi指针的值比p指针的值大,hi--,还大还--,再大再--,直到碰到一个小于p指针的值。这时就把lo指针的值和hi指针的值做一个调换。持续这过程直到两个指针碰面,这时把p指针的值和碰面的值做一个调换,然后返回p指针新的位置。

#include<iostream> 
using namespace std; 
int a[200001],n; 
void swap(int &a,int &b){ 
int tmp = a; 
a = b; 
b = tmp; 

int partition(int p,int r){ 
int rnd = rand()%(r-p+1)+p; 
swap(a[rnd],a[r]); 
int pvt = r, i = p-1; 
for(int j = i+1;j<r;j++) 
if(a[j]<a[pvt]) 
swap(a[j],a[++i]); 
swap(a[++i],a[pvt]); 
return i; 

void qsort(int p,int r){ 
if(p<r){ 
int q = partition(p,r); 
qsort(p,q-1); 
qsort(q+1,r); 


int main(){ 
cin>>n; 
for(int i=0;i<n;i++) 
cin>>a[i]; 
qsort(0,n-1); 
for(int i=0;i<n;i++) 
cout<<a[i]; 
return 0; 
}
以上为引用起跑线的博客内容,http://blog.csdn.net/sws9999/archive/2008/08/18/2791812.aspx

 

以下部分为自己写的java的快速排序,注意调用的时候使用QuickSort(iarray,0,iarray.length - 1);

view plaincopy to clipboardprint?
private static int[] QuickSort(int[] ar,int istart,int iend){  
    if(istart < iend)  
    {  
        int i = istart - 1;  
        int j = iend + 1;  
        int itemp = ar[istart];  
        int t;  
        //根据中间键检测前后数的大小,然后互换;i != j的加入是为了在else情况下的处理  
        while(i + 1 != j && i != j){                  
            if(ar[i+1] <itemp){  
                i++;  
            }  
            else if(ar[j-1] > itemp){  
                j--;  
            }  
            else{  
                t = ar[i+1];  
                ar[++i] =ar[j-1];  
                ar[--j] = t;  
            }                     
        }  
//谢谢leinad2009帮忙指出这里的错误覆盖  
//      ar[istart] = ar[i];  
//      ar[i] = itemp;  
        //递归   
//把中间值归入首部分的排序  
//      QuickSort(ar,istart,i-1);  
        QuickSort(ar,istart,i);  
        QuickSort(ar,i+1,iend);                   
    }  
    return ar;                

private static int[] QuickSort(int[] ar,int istart,int iend){
 if(istart < iend)
 {
  int i = istart - 1;
  int j = iend + 1;
  int itemp = ar[istart];
  int t;
  //根据中间键检测前后数的大小,然后互换;i != j的加入是为了在else情况下的处理
  while(i + 1 != j && i != j){    
   if(ar[i+1] <itemp){
    i++;
   }
   else if(ar[j-1] > itemp){
    j--;
   }
   else{
    t = ar[i+1];
    ar[++i] =ar[j-1];
    ar[--j] = t;
   }     
  }
//谢谢leinad2009帮忙指出这里的错误覆盖
//  ar[istart] = ar[i];
//  ar[i] = itemp;
  //递归
//把中间值归入首部分的排序
//  QuickSort(ar,istart,i-1);
  QuickSort(ar,istart,i);
  QuickSort(ar,i+1,iend);     
 }
 return ar;    
}
 

 

本文来自CSDN博客,转载请标明出处:http://blog.csdn.net/myelse/archive/2009/04/14/4073654.aspx

 

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public class SortMain {

 // 插入排序算法
 public static void insertSort(int[] sort) {
  int view;
  for (int i = 1; i < sort.length; i++) {
   if (sort[i] < sort[i - 1]) {
    view = sort[i];
    int j = 0;
    for (j = i; (j > 0) && (view < sort[j - 1]); j--) {
     sort[j] = sort[j - 1];
    }
    sort[j] = view;
   }
  }
  System.out.println("=============================================");
  System.out.println("插入排序后的打印结果:");
  for (int i = 0; i < sort.length; i++) {
   System.out.print(sort[i] + " ");
  }
  System.out.println("/n=============================================");
 }

 // 冒泡排序
 public static void bubbleSort(int[] sort) {
  int temp;
  for (int i = 0; i < sort.length - 1; i++) {
   for (int j = i + 1; j < sort.length; j++) {
    if (sort[i] > sort[j]) {
     temp = sort[i];
     sort[i] = sort[j];
     sort[j] = temp;
    }
   }
  }
  System.out.println("=============================================");
  System.out.println("冒泡排序后的打印结果:");
  for (int i = 0; i < sort.length; i++) {
   System.out.print(sort[i] + " ");
  }
  System.out.println("/n=============================================");
 }

 private static int[] quickSort(int[] ar, int istart, int iend) {
  if (istart < iend) {
   int i = istart - 1;
   int j = iend + 1;
   int itemp = ar[istart];
   int t;
   
   while (i + 1 != j && i != j) {
    if (ar[i + 1] < itemp) {
     i++;
    } else if (ar[j - 1] > itemp) {
     j--;
    } else {
     t = ar[i + 1];
     ar[++i] = ar[j - 1];
     ar[--j] = t;
    }
   }
   quickSort(ar, istart, i);
   quickSort(ar, i + 1, iend);
  }
  return ar;
 }

 public static void main(String[] args) {
  int[] mysort = { 0, 49, 38, 65, 97, 76, 13, 27, 10, 49 };
  SortMain.insertSort(mysort);
  SortMain.bubbleSort(mysort);
  int[] qSort = SortMain.quickSort(mysort, 0, mysort.length-1);
  System.out.println("=============================================");
  System.out.println("快速排序后的打印结果:");
  for(int i=0;i < qSort.length;i ++){
   System.out.print(qSort[i] + " ");
  }
  System.out.println("/n=============================================");
 }
}

 

输入结果:

=============================================
插入排序后的打印结果:
0 10 13 27 38 49 49 65 76 97
=============================================
=============================================
冒泡排序后的打印结果:
0 10 13 27 38 49 49 65 76 97
=============================================
=============================================
快速排序后的打印结果:
0 10 13 27 38 49 49 65 76 97
=============================================

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