快速排序算法

快速排序算法本质上是通过把一个数组划分为两个子数组，然后递归的调用自身为每一个子数组进行快速排序来实现的。

这里首先讲递归的快速排序算法。

1.递归的排序算法

    public void recQuickSort(int left, int right){
        if(right-left<=0){  //如果right-left<=0,表示已经排好序了
            return;
        }else{
            long pivot = theArray[right];
            
            int partition = partitionIt(left, right, pivot);
            recQuickSort(left, partition-1);
            recQuickSort(partition+1, right);
        }
    }

正如上面的代码，有三个基本步骤：

1. 把数组或子数组划分成左边(较小的关键字)的一组和右边(较大的关键字)的一组。
2. 调用自身对左边的一组进行排序。
3. 再次调用自身对右边的一组进行排序。

这个递归的基值(终止)条件：检查数组是否只包含一个数据项，如果是，就定义数组已经有序，方法返回。

那么如何检查数组只包含一个数据项呢？即right - left <= 0;

patitionIt()方法应该使用什么样的枢纽呢？

• 应该选择具体的一个数据项的关键字的值作为枢纽；称这个数据项为pivot(枢纽).
• 可以选择任意一个数据项作为枢纽。为了简便我们总选择待划分的子数组最右端的数据项作为枢纽。
• 划分完成之后，如果枢纽被插入到左右子数组之间的分界处，那么枢纽就落在排序之后的最终位置上了。

递归排序算法思想简图

 

递归排序实际数据效果图

这里贴出递归方式快速排序代码实现

package com.vincent.suanfa;

public class quickSort1 {

    public static void main(String[] args){
        int maxSize = 16;
        ArrayIns arr;
        arr = new ArrayIns(maxSize);
        //填充数组
        for(int j=0; j < maxSize; j++){
            long n = (int)(java.lang.Math.random()*99); //生成随机数
            arr.insert(n);
        }
        arr.display();
        arr.quickSort();
        arr.display();
    }
}

class ArrayIns{
    private long[] theArray; //数组
    private int nElems; //标识数组最大下标(即长度-1)
    
    //构造函数
    public ArrayIns(int max){
        theArray = new long[max];
        nElems = 0;
    }
    
    //把数据插入数组
    public void insert(long value){
        theArray[nElems] = value;
        nElems++;
    }
    
    //打印数组
    public void display(){
        System.out.print("A=");
        for(int j=0; j<nElems; j++){
            System.out.print(theArray[j] + " ");
        }
        System.out.println("");
    }
    
    public void quickSort(){
        recQuickSort(0,nElems-1);
    }
    
    public void recQuickSort(int left, int right){
        if(right-left<=0){  //如果right-left<=0,表示已经排好序了
            return;
        }else{
            long pivot = theArray[right];
            
            int partition = partitionIt(left, right, pivot);
            recQuickSort(left, partition-1);
            recQuickSort(partition+1, right);
        }
    }
    
    //分区函数
    public int partitionIt(int left, int right, long pivot)
    {
        int leftPtr = left-1;
        int rightPtr = right;
        while(true)
        {
            //leftPtr表示数组下标为leftPtr时，其值小于pivot；目的是找到下标大于等于pivot的下标;即分出pivot左边的部分
            while( theArray[++leftPtr] < pivot);  
            
            //rightPtr表示数组下标为rightPtr时，其值大于pivot;目的是找到下标小于等于pivot的下标;即分出pivot右边的部分
            while( rightPtr>0 && theArray[--rightPtr] > pivot);  
            
            if(leftPtr >= rightPtr)        //表示小于pivot的下标和大于pivot的下标交叉了，分区结束
                break;                    
            else
                swap(leftPtr, rightPtr);  //把数据项按枢纽分成两组
        }
        swap(leftPtr, right);
        System.out.println("分区：");
        display();
        System.out.println("分区下标: "+leftPtr);
        return leftPtr;
    }
    //交换数据
    public void swap(int dex1, int dex2)
    {
        long temp = theArray[dex1];
        theArray[dex1] = theArray[dex2];
        theArray[dex2] = temp;
    }
}