前言

快速排序是一種很重要的排序算法，我花了不少時間去理解并總結它，希望可以通過圖文的方式讓你快速理解快速排序，并能手擼一個快排。

快速排序簡介

快速排序是一種很不錯的排序算法，算法復雜度為n*logn。快排使用了分而治之的思想，每次排序是都找到一個基準（我們學習時經常使用第一個作為基準）,然后把小于基準的元素放到基準元素的左邊，大于基準的元素放到基準元素的右邊，這樣一次排序下來，基準元素左邊都是小于（等于）基準的數，基準右邊的元素都是大于（等于）基準的元素了。快速排序關鍵點就是找到這樣一個基準并將其放到恰到的位置。

算法思路

定義一個快速排序函數，arr是要排序的數組，l指向要排序的數組最左邊的元素，r指向要排序的數組最右邊的元素。

public static void quick_sort(int arr[],int l,int r){if(l >= r) return;//p為快速排序返回的基準的位置int p = partition2(arr,l,r);//對基準左邊的數進行快排quick_sort(arr,l,p-1);//對基準右邊的數進行快排quick_sort(arr,p+1,r);}

那么現在關鍵就是這么實現這個partition2函數

假設現在有一個數組arr[]：

我們每次都取第一個元素為基準元素，定義i指向基準的下一個元素位置，j指向最后一個元素的位置：

i 從左向右掃描，如果arr[i] <= v , i++
j從右向左掃描，如果 arr[j] > v ，j–
直到i指向一個大于v的元素，j指向一個小于j的元素，且 這個過程中 i <= j

此時i左邊（除基準元素）都是小于v的，j右邊都是大于v的，現在只需要交換arr[i]與arr[j]的位置，就可以把小于v的放左邊，大于v的放右邊，然后i++,j–

繼續比較，此時arr[i] = 4 < 5,i++ ,arr[j] > 5 j–

到這里 i > j 了，退出循環，最后把基準v與arr[j]交換位置，即把v放到了小于v的元素的最后一個，此時一次快速排序就完成了。

代碼實現

//快速排序，另一種從前后掃描的public static int partition2(int arr[],int l,int r){//基準元素設為第一個int v = arr[l];//i指向基準的下一個元素，j指向最后一個元素int i = l+1,j = r;while(true){while(i <= r && arr[i] < v) i++;while(j > l && arr[j] > v) j--;//循環終止條件if(i > j) break;//交換arr[i]與arr[j]int t = arr[i];arr[i] = arr[j];arr[j] = t;i++;j--;}//將基準元素與arr[j]交換int t = arr[l];arr[l] = arr[j];arr[j] = t;//返回基準元素所在位置return j;}

快速排序的幾個問題

1、對于幾乎有序的數組，快速排序返回的基準的位置都在第一個或很靠前的位置，使得對數組的切分不夠平均，可能使得快速排序的時間復雜度退到o(n^2) , 對于這種情況，可以在排序時選取數組中的一個隨機位置的數作為基準數。

2、對于數組中的元素有很多相等元素時，也會導致快排對數組的切分不平衡，此時快排的時間復雜度也可能退到o(n^2) , 對于這種情況，可以使用三路快速排序，把小于基準v的放左邊，等于v的放中間，大于v的放右邊，就避免了左右不平衡的問題。

3、在進行快排時候，當數比較少的時候，使用插入排序代替快排可提高算法效率。

三路快速排序

三路快速排序針對數組中有很多相等元素時照樣能有很不錯的效率，其主要思想就是將數組中的數分成三個部分：小于基準v的放左邊，等于v的放中間，大于v的放右邊。
代碼

/*** 三路快速排序，確定基準v后將數分成"小于v的","等于v的"，"大于v的"* @param arr* @param l* @param r*/public static void quickSort3Ways(int arr[],int l,int r){if(l >= r) return;int v = arr[l];//初始時，i指向基準位置，j指向最后一個元素的下一個位置int i = l , j = r + 1;//cur指向當前要進行比較的元素int cur = i + 1; while(cur < j){//如果當前元素大于基準元素，將次元素放到后面去，j--if(arr[cur] > v){int t = arr[cur];arr[cur] = arr[j-1];arr[j-1] = t;j--;//如果當前元素小于v,將它放到i前面去}else if(arr[cur] < v){int t = arr[cur];arr[cur] = arr[i+1];arr[i+1] = t;i++;cur++;//若當前元素等于v，當前指針cur后移即可}else{cur++;} }//最后交換arr[l](基準元素)與arr[i]的位置int t = arr[i];arr[i] = arr[l];arr[l] = t;//對基準元素左邊快排quickSort3Ways(arr,l,i-1);//對基準元素右邊快排quickSort3Ways(arr,j,r);}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的手写快速排序的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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