详解快速排序算法中的区间划分法及Java实现示例

这篇文章主要介绍了详解快速排序算法中的区间划分法及Java实现示例,文中分别介绍了快排时两种区间划分的思路,需要的朋友可以参考下

快速排序是C.R.A.Hoare于1962年提出的一种划分交换排序。该方法的基本思想是:

1.先从数列中取出一个数作为基准数。

2.分区过程,将比这个数大的数全放到它的右边,小于或等于它的数全放到它的左边。

3.再对左右区间重复第二步,直到各区间只有一个数。

算法的思路很清晰,但是如果在区间划分过程中边界值没有处理好,也是很容易出现bug的。下面给出两种比较清晰的思维来指导区间划分代码的编写。

第一种思维即所谓的挖坑法思维,下面通过分析一个实例来分析一下挖坑法的过程:

一个数组作为示例,取区间第一个数为基准数。

初始时,left = 0; right= 9;   X = a[left] = 72

由于已经将a[0]中的数保存到X中,可以理解成在数组a[0]上挖了个坑,可以将其它数据填充到这来。

从right开始向前找一个 数组变为:

再重复上面的步骤,最终数组将变成如下形式:

可以看出a[5]前面的数字都小于它,a[5]后面的数字都大于它。将X填入a[5]的坑中,数据变为:

因此再对a[0…4]和a[6…9]这二个子区间重复上述步骤就可以了。

对挖坑填数进行总结

1.i =L; j = R; 将基准数挖出形成第一个坑a[i]。

2.j--由后向前找比它小的数,找到后挖出此数填前一个坑a[i]中。

3.i++由前向后找比它大的数,找到后也挖出此数填到前一个坑a[j]中。

4.再重复执行2,3二步,直到i==j,将基准数填入a[i]中。

照此分区方法快速排序Java代码如下:

public class Partition { /** * 基于base划分,小的在左,大的在右, 不要求整个序列有序 * * @param ary * @param base */ static void sort(int[] ary, int base) { int left = 0; int right = ary.length - 1; int leftpoint = left, rightpoint = right; while (true) { // 分成左右两边同时进行比较,一边从左向右,一边从右向左, while (leftpoint base停止循环 while (rightpoint >= left && ary[rightpoint--] > base); //反之 System.out.println("左边需要交换的索引:" + (leftpoint-1)); System.out.println("右边需要交换的索引:"+ (rightpoint+1)); //上面拿到了不符合条件的两个索引,即需要交换的两个索引 if (leftpoint - 1

结果:

原序列: [2, 8, 4, 3, 7, 5, 1, 9, 0, 6] 左边需要交换的索引:1 右边需要交换的索引:8 [2, 0, 4, 3, 7, 5, 1, 9, 8, 6] 左边需要交换的索引:4 右边需要交换的索引:6 [2, 0, 4, 3, 1, 5, 7, 9, 8, 6] 左边需要交换的索引:5 右边需要交换的索引:5 排序后: [2, 0, 4, 3, 1, 5, 7, 9, 8, 6]

区间划分的的另一种指导思维:

将数组的第一个元素作为区间划分值,从第二个元素开始分区,直到形成如图所示的结果,

然后交换l

如此,可以如下编写快速排序代码

public void qSort(int array[],int left,int right) { if(left = key) high--; if(low > high) break; swap(array,low,high); } swap(array,left,high); printArray(array); qSort(array,left,high-1); qSort(array,high+1,right); } }

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