排序算法总结(2):快速排序

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要点

快速排序是一种交换排序。

快速排序由C. A. R. Hoare在1962年提出。

它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分:分割点左边都是比它小的数,右边都是比它大的数。

然后再按此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。

详细的图解往往比大堆的文字更有说明力,所以直接上图:

上图中,演示了快速排序的处理过程:

初始状态为一组无序的数组:2、4、5、1、3。

经过以上操作步骤后,完成了第一次的排序,得到新的数组:1、2、5、4、3。

新的数组中,以2为分割点,左边都是比2小的数,右边都是比2大的数。

因为2已经在数组中找到了合适的位置,所以不用再动。

2左边的数组只有一个元素1,所以显然不用再排序,位置也被确定。(注:这种情况时,left指针和right指针显然是重合的。因此在代码中,我们可以通过设置判定条件left必须小于right,如果不满足,则不用排序了)。

而对于2右边的数组5、4、3,设置left指向5,right指向3,开始继续重复图中的一、二、三、四步骤,对新的数组进行排序。

核心代码

算法分析

快速排序算法的性能

时间复杂度

当数据有序时,以第一个关键字为基准分为两个子序列,前一个子序列为空,此时执行效率最差。

而当数据随机分布时,以第一个关键字为基准分为两个子序列,两个子序列的元素个数接近相等,此时执行效率最好。

所以,数据越随机分布时,快速排序性能越好;数据越接近有序,快速排序性能越差。

空间复杂度

快速排序在每次分割的过程中,需要 1 个空间存储基准值。而快速排序的大概需要 Nlog2N次的分割处理,所以占用空间也是 Nlog2N 个。

算法稳定性

在快速排序中,相等元素可能会因为分区而交换顺序,所以它是不稳定的算法。

完整参考代码

JAVA版本

代码实现

运行结果

排序前: 1 3 4 5 2 6 9 7 8 0

base = 1: 0 1 4 5 2 6 9 7 8 3

base = 4: 3 2 4 6 9 7 8 5

base = 3: 2 3

base = 6: 5 6 7 8 9

base = 7: 7 8 9

base = 8: 8 9

排序后: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20180724B0CX2P00?refer=cp_1026
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