文章目錄

• 一、快速排序介紹
• 二、圖解
• 三、代碼分析
• • 3.1交換函數
  • • （1）一直交換
    • （2）左右交換
    • （3）填數
    • （4）三種方法簡析
  • 3.2遞歸實現快排
• 四、完整代碼

一、快速排序介紹

1.快速排序是對冒泡排序的改進。冒泡排序每次交換只能使原序列的逆序數減一（相鄰元素的交換），而快速排序可以進行不相鄰元素的交換，逆序數至少減少1。（當排序序列逆序數為0時，排序就完成了）

• 百度百科的逆序數解釋：
  

2.基本思想（以升序排序為例）：

選定數組中的一個數作為參照數，將比其小的數放在其左邊，大的放在其右邊。

將其左邊和右邊的數看成新的數組，分別進行第一步的過程，之后循環進行，直到新的數組中只剩一個元素為止。

二、圖解

下圖中只用看思想，排序過程中實際數的順序不一定是這樣的。這里選每個數組中第一個數當參照數，實際參照數可以有多種選擇方案。

三、代碼分析

3.1交換函數

快排中最重要就是將比參照數小的放在其左邊，大的放在其右邊的方法。這里我看了一些文章，結合自己的思考，總結了三個方法。

（1）一直交換

這里定義兩個指針分別指向數組的頭與尾。

a. 判斷尾指針所在元素是否小于參照數（即頭指針指向的數），不小于，尾指針就一直向左移，直到找到小于參照數的數或到達頭指針（兩指針相遇，循環就結束），將頭尾指針元素交換。

b.接著判斷頭指針所在元素是否大于參照數（即尾指針指向的數），不大于，頭指針就一直向右移，直到找到大于參照數的數或到達尾指針（兩指針相遇，循環就結束），將頭尾指針元素交換。

c.反復進行步驟ab，直到頭尾指針相遇。

**思考：**這樣可以保證頭指針前的都是小于參照數的，尾指針后的都是大于參照數的。

圖解：
這里以arr={5, 4, 8, 2, 7, 1}為例

尾指針小于5，交換。（一定要尾指針先判斷，因為頭指針記錄著參照數。）

頭指針開始判斷：

找到，交換。

尾指針開始判斷。

找到，交換。

頭指針開始判斷。

兩指針相遇，結束。
代碼：

public static int change(int[] arr, int left, int right) {int l = left;//頭指針int r = right;//尾指針while(l < r){while(arr[r] >= arr[l] && l < r){r--;}int temp = arr[r];//交換arr[r] = arr[l];arr[l] = temp;while(arr[l] <= arr[r] && l < r){l++;}temp = arr[r];//交換arr[r] = arr[l];arr[l] = temp;}return r;}

（2）左右交換

定義兩個指針分別指向數組的頭與尾。

a. 判斷尾指針所在元素是否小于參照數（即頭指針指向的數），不小于，尾指針就一直向左移，直到找到小于參照數的數或到達頭指針（兩指針相遇，循環就結束），這里先不進行交換。

b.接著判斷頭指針所在元素是否大于參照數（即尾指針指向的數），不大于，頭指針就一直向右移，直到找到大于參照數的數或到達尾指針（兩指針相遇，循環就結束），這時進行交換。

c.反復進行步驟ab，直到頭尾指針相遇，將該處元素與參照數互換。

圖解：
這里還以arr={5, 4, 8, 2, 7, 1}為例

右邊判斷找到，左邊開始判斷。

兩邊都找到，交換。

右邊開始找。

找到，左邊開始找。

兩指針相遇，此處元素與參照數互換。（這里可以看出一定要右邊指針先判斷，否則兩指針相遇時所指向的元素大于參照數）

完成。

代碼：

public static int change2(int[] arr, int left, int right){int l = left;//頭指針int r = right;//尾指針while(l < r){while(arr[r] >= arr[left] && l < r){//尾指針判斷r--;}while(arr[l] <= arr[left] && l < r){//頭指針判斷l++;}int temp = arr[r];//交換arr[r] = arr[l];arr[l] = temp;}int temp = arr[left];//與操作數的交換arr[left] = arr[l];arr[l] = temp;return l;}

（3）填數

定義兩個指針分別指向數組的頭與尾。用臨時變量將參照數存儲起來。

a. 判斷尾指針所在元素是否小于參照數（即頭指針指向的數），不小于，尾指針就一直向左移，直到找到小于參照數的數或到達頭指針（兩指針相遇，循環就結束），用尾指針的元素將頭指針的元素覆蓋。

b.接著判斷頭指針所在元素是否大于參照數（即尾指針指向的數），不大于，頭指針就一直向右移，直到找到大于參照數的數或到達尾指針（兩指針相遇，循環就結束），用頭指針的元素將尾指針的元素覆蓋。

c.反復進行步驟ab，直到頭尾指針相遇，用參照數將該處元素覆蓋。

圖解：
這里還以arr={5, 4, 8, 2, 7, 1}為例

將參照數存儲，右邊先動，找到，覆蓋。

左邊開始找。

找到，覆蓋。

右邊開始找。

找到，覆蓋。

左邊開始找。

兩指針相遇，操作數進行覆蓋。

完成。

代碼：

public static int change3(int[] arr, int left, int right){int l =left;//左指針int r = right;//右指針int temp = arr[left];//存儲參照數while(l < r){while(temp <= arr[r] && l < r){//左邊找r--;}arr[l] = arr[r];//覆蓋while(temp >= arr[l] && l < r){//右邊找l++;}arr[r] = arr[l];//覆蓋}arr[r] = temp;//覆蓋return r;}

（4）三種方法簡析

看代碼量與實際操作數量，第三種效果最好，第一種最差。

3.2遞歸實現快排

代碼:

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right){if(right <= left){return;}int r = change3(arr,left,right);quickSort(arr,left,r-1);quickSort(arr,r+1,right);}

四、完整代碼

public class QuickSort {public static void main(String[] args) {int arr[] = {4,5,65,20,855,87,12,8,0,6,54,879,32,45,321,65,58,654,23,8,15};quickSort(arr,0,arr.length-1);System.out.println(Arrays.toString(arr));}public static void quickSort(int[] arr, int left, int right){if(right <= left){return;}int r = change3(arr,left,right);quickSort(arr,left,r-1);quickSort(arr,r+1,right);}public static int change3(int[] arr, int left, int right){int l =left;//左指針int r = right;//右指針int temp = arr[left];//存儲參照數while(l < r){while(temp <= arr[r] && l < r){r--;}arr[l] = arr[r];while(temp >= arr[l] && l < r){l++;}arr[r] = arr[l];}arr[r] = temp;return r;} }

總結

以上是生活随笔為你收集整理的快速排序算法图解分析的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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