快速排序方法——python实现
参考博文:http://www.cnblogs.com/jingmoxukong/p/4302891.html
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。
它的基本流程是: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。
算法结构如图所示:
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。
在此采用python语言实现,代码如下:
example = [1,3,4,5,2,6,9,7,8,0] a = 0
b = len(example)-1 def quickSort(number,head,tail):
if (head<tail):
base = division(number,head,tail)
#print(number[base],"\n")
quickSort(number,head,base-1)
quickSort(number,base+1,tail)
else:
print(number) def division(number,head,tail):
base = number[head]
while(head<tail):
while(head<tail and number[tail]>=base):
tail-=1
number[head] = number[tail]
while (head<tail and number[head]<=base):
head+=1
number[tail] = number[head]
number[head] = base
return head if __name__ == '__main__':
quickSort(example,a,b)
运行结果如下图:
- 时间复杂度与空间复杂度
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。
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。
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