[Java算法系列教程]-快速排序
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序的一种改进。
快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
算法
快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为较小和较大的2个子序列,然后递归地排序两个子序列。
步骤为:
- 挑选基准值:从数列中挑出一个元素,称为“基准”(pivot)。
- 分割:重新排序数列,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准后面(与基准值相等的数可以到任何一边)。在这个分割结束之后,对基准值的排序就已经完成。
- 递归排序子序列:递归地将小于基准值元素的子序列和大于基准值元素的子序列排序。
递归到最底部的判断条件是数列的大小是零或一,此时该数列显然已经有序。
选取基准值有数种具体方法,此选取方法对排序的时间性能有决定性影响。
代码示例
java
public static void quickSort(int[] arr, int head, int tail) {
if (head >= tail || arr == null || arr.length <= 1) {
return;
}
int i = head, j = tail, pivot = arr[(head + tail) / 2];
while (i <= j) {
while (arr[i] < pivot) {
++i;
}
while (arr[j] > pivot) {
--j;
}
if (i < j) {
int t = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = t;
++i;
--j;
} else if (i == j) {
++i;
}
}
quickSort(arr, head, j);
quickSort(arr, i, tail);
}
python
import random
def quick_sort(numbers):
if len(numbers) <= 1:
return numbers
left, right, mid = [], [], []
pivot = random.choice(numbers)
for number in numbers:
if number == pivot:
mid.append(number)
elif number < pivot:
left.append(number)
else:
right.append(number)
return quick_sort(left) + mid + quick_sort(right)