让你一看就懂的快速排序算法(Java)
快速排序
你也许会被快速排序的文章弄得迷迷糊糊,其实大体上去看,快速排序就一步:找个数做基准数,把小于它的数移到它左边,把大于它的数移到它右边。这句话是核心。然后我们只需要让基准数左边的重复上面的步骤,让基准数右边的再重复上面的步骤就完了。
比如我们有一个数组:
int[] nums = {5, 2, 6, 8, 4, 7, 9, 1};
快速排序的思想就是使用递归,其实使用递归并不是多么复杂,在理解算法的思想后,只需要关注算法中重复的步骤,那就是递归的核心代码。
比如快速排序的算法思想,大体代码如下:
public void quick(int left, int right) {
/*
* 给这段代码起个名字为:基准校验
* 把小于基准数的移到左边,把大于基准数的移到右边
*/
quick(left, now); //继续处理左边的
quick(now, right); //继续处理右边的
}
经过一遍基准校验,我们就找到了该基准数在完全排序后的正确位置!
大体算法的流程图:
写出上面的大体算法步骤,就表示我们已经有了雏形,现在该如何实现找个数做基准数,把小于它的数移到它左边,把大于它的数移到它右边呢?
排除不满足的情况:
//已经不满足条件就代表可以不用递归了
if (left > right) {
return;
}
我们可以定义两个指针,用于遍历数组:
int start = left;//起点下标
int end = right;//终点下标
再找一个基准数:
int temp = nums[left];//把第一个数作为基准点
遍历代码:
/*如果左右指针还没有走到一起,代表还有位置没有遍历*/
while (start != end) {
//右指针先走,找到小于基准数的停止
while (start < end && nums[end] >= temp) {
end--; //这是往左移动指针
}
//左指针后走,找到大于基准数的停止
while (start < end && nums[start] <= temp) {
start++; //这是往右移动指针
}
//如果左右指针在未相遇时都找到了目标,则交换位置
if (start < end) {
int i = nums[start];
nums[start] = nums[end];
nums[end] = i;
}
//左右指针走到一起,则遍历结束
}
//把基准数与该点交换位置,因为这就是基准数的正确位置
nums[left] = nums[start];
nums[start] = temp;
如果还是不太清楚,不如自己动手试试!
拷贝完整代码:
//定义一个数组
static int[] nums = {5, 2, 6, 8, 4, 7, 9, 1};
static int n = nums.length - 1;
/**
* 递归的数据结构就是栈
* left right代表该段数组的起点和终点
*/
public void quick(int left, int right) {
//已经不满足条件就可以不用递归了
if (left > right) {
return;
}
//定义俩指针 用于移动
int start = left;//起点下标
int end = right;//终点下标
int temp = nums[left];//把第一个数作为基准点
pri(left, right);//打印此时的结果,不用在意
while (start != end) { //如果左右指针还没有走到一起,代表还有位置没有遍历
while (start < end && nums[end] >= temp) { //右指针先走,找到小于基准数的停止
end--; //这是往左在移动指针
}
while (start < end && nums[start] <= temp) { //左指针后走,找到大于基准数的停止
start++; //这是往右在移动指针
}
if (start < end) { //如果左右指针在未相遇时都找到了目标,则交换位置
int i = nums[start];
nums[start] = nums[end];
nums[end] = i;
}
}
//此时的left和right走到了一起
//把基准数与该点交换位置
nums[left] = nums[start];
nums[start] = temp;
prin(start);//打印输出,不用在意
//以上代码的作用就是把小于基准数的移到左边,把大于基准数的移到右边
quick(left, start - 1); //继续处理左边的,这里是一个递归的过程
quick(start + 1, right); //继续处理右边的 ,这里是一个递归的过程
}
/**
* 主程序入口
*/
public static void main(String[] args) {
new Test().quick(0, n);
}
/**
* 以下代码忽略即可,用于打印输出
*/
private void pri(int start, int end) {
StringBuffer s = new StringBuffer();
s.append("对数组 [");
while (start <= end) {
s.append(nums[start] + " ");
start++;
}
s.append("]");
s.append(" 排序");
System.out.print(s);
}
private void prin(int j) {
StringBuffer s = new StringBuffer();
s.append(", 排序后 [");
int start = 0;
while (start <= n) {
if (start == j) {
s.append("(" + nums[start] + ") ");
} else {
s.append(nums[start] + " ");
}
start++;
}
s.append("]");
s.append(" ");
System.out.println(s);
}
打印输出:
对数组 [5 2 6 8 4 7 9 1 ] 排序, 排序后 [4 2 1 (5) 8 7 9 6 ]
对数组 [4 2 1 ] 排序, 排序后 [1 2 (4) 5 8 7 9 6 ]
对数组 [1 2 ] 排序, 排序后 [(1) 2 4 5 8 7 9 6 ]
对数组 [2 ] 排序, 排序后 [1 (2) 4 5 8 7 9 6 ]
对数组 [8 7 9 6 ] 排序, 排序后 [1 2 4 5 6 7 (8) 9 ]
对数组 [6 7 ] 排序, 排序后 [1 2 4 5 (6) 7 8 9 ]
对数组 [7 ] 排序, 排序后 [1 2 4 5 6 (7) 8 9 ]
对数组 [9 ] 排序, 排序后 [1 2 4 5 6 7 8 (9) ]
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