数据结构和算法-13-快速排序

喜欢ヅ旅行 2022-01-06 03:53 129阅读 0赞

这篇来学习下快速排序，快速排序是对冒泡排序的一种改进算法。

**1.快速排序定义**

快速排序(QuickSort),又称划分交换排序,通过一趟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部分的所有数据都要小，然后再按照此方法对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。

**2.快速排序思想和图解**

快速排序步骤为：  
1.从数列中挑出一个元素，称为"基准"。  
2.重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准大的摆放在基准的后面，相同的可以摆到任意一边。在这个分区结束之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。  
3.递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

递归的最底部情形，是数列的大小是0或者1，也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去，但是这个算法总会结束，因为在每次迭代中，它至少会把一个元素摆放到它最后面的位置去。

![20150612170706244][]

**3.快速排序的代码实现**

python代码的实现

# encoding:utf-8
    
    
    def quick_sort(alist, first, last):
        """快速排序"""
    
        if first >= last:
            return
        mid_value = alist[first]
        low = first
        high = last
        while low < high:
            # 基准值和high对应值比较,high左移
            while low < high and alist[high] >= mid_value:
                # 说明high对应元素大于中间基准值，high需要往左移动
                high -= 1
            # 退出循环，把high和low对应元素进行位置交换
            alist[low] = alist[high]
            # 基准值和low对应的值比较， low右移
            while low < high and alist[low] < mid_value:
                low += 1
            # 退出循环，
            alist[high] = alist[low]
        # 从循环退出时，low==high
        alist[low] = mid_value
    
        # 对low左边列表执行快速排序，递归调用
        # 对low左边列表执行快速排序，递归调用
        quick_sort(alist, first, low-1)
        # 对low右边列表进行排序
        quick_sort(alist, low+1, last)
    
    
    if __name__ == "__main__":
        li = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
        print(li)
        quick_sort(li, 0, len(li)-1)
        print(li)

运行结果

[54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
    [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]

Java代码的实现

package com.anthony.sort;
    
    import java.util.Arrays;
    
    public class QuickSort {
    	public static void main(String[] args) {
    		int[] arr = {54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20};
    		System.out.println(Arrays.toString(arr));
    		quickSort(arr, 0, arr.length-1);
    		System.out.println(Arrays.toString(arr));
    	}
    	
    	public static void quickSort(int[] arr, int first, int last) {
    		if (first >= last){
    			return ;
    		}
    		int mid_value =  arr[first];
    		int low = first;
    	    int high = last;
    		    while ( low < high) {
    			    // 基准值和high对应值比较,high左移
    		        while ( low < high && arr[high] >= mid_value) {
    		            // 说明high对应元素大于中间基准值，high需要往左移动
    		            high -= 1;
    		        }
    		        // 退出循环，把high和low对应元素进行位置交换
    		        int tmp = arr[low];
    		        arr[low] = arr[high];
    		        arr[high] = tmp;
    		        // 基准值和low对应的值比较， low右移
    		        while ( low < high && arr[low] < mid_value) {
    		            low += 1;
    		        }
    		        // 退出循环，
    		        int tmp1 = arr[high];
    		        arr[high] = arr[low];
    		        arr[low] = tmp1;
    		    }
    		    // 从循环退出时，low==high
    		    arr[low] = mid_value;
    
    		    // 对low左边列表执行快速排序，递归调用
    		    quickSort(arr, first, low-1);
    		    // 对low右边列表进行排序
    		    quickSort(arr, low+1, last);
    	}
    }

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