快速排序法

• 2022 年 10 月 1 日
• 筆記
• 數據結構和算法

介紹：

快速排序（Quicksort）是對冒泡排序的一種改進。基本思想是：通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩 部分，其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小，然後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排 序，整個排序過程可以遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列

示意圖：

應用實例

要求: 對 [-9,78,0,23,-567,70] 進行從小到大的排序，要求使用快速排序法。【測試 8w 和 800w】

說明[驗證分析]:

1. 如果取消左右遞歸，結果是 -9 -567 0 23 78 70
2. 如果取消右遞歸,結果是 -567 -9 0 23 78 70
3. 如果取消左遞歸,結果是 -9 -567 0 23 70 78

代碼實現：

package com.atguigu.sort;

import java.text.SimpleDateFormat;

import java.util.Date;

public class QuickSort {

	public static void main(String[] args) {
		// int[] arr = {-9,78,0,23,-567,70, -1,900, 4561};

		// 測試快排的執行速度
		// 創建要給80000個的隨機的數組
		int[] arr = new int[8000000];
		for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
			arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); // 生成一個[0, 8000000) 數
		}

		System.out.println("排序前");
		Date data1 = new Date();
		SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
		String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
		System.out.println("排序前的時間是=" + date1Str);

		quickSort(arr, 0, arr.length - 1);

		Date data2 = new Date();
		String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
		System.out.println("排序後的時間是=" + date2Str);
		// System.out.println("arr=" + Arrays.toString(arr));
	}

	public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
		int l = left;// 左下標
		int r = right;// 右下標
		// privot 中軸值
		int pivot = arr[(left + right) / 2];
		int temp = 0;// 臨時變量，作為交換時使用
		// while循環的目的是讓比pivot值小放到左邊
		// 比pivot值大放到右邊
		while (l < r) {
			// 在pivot的左邊一直找，找到大於等於pivot值，才退出
			while (arr[l] < pivot) {
				l += 1;
			}
			// 在pivot的右邊一直找，找到小於等於pivot值，才退出
			while (arr[r] > pivot) {
				r -= 1;
			}
			// 如果l >= r說明pivot 的左右兩的值，已經按照左邊全部是
			// 小於等於pivot值，右邊全部是大於等於pivot值
			if (l >= r) {
				break;
			}
			// 交換
			temp = arr[l];
			arr[l] = arr[r];
			arr[r] = temp;

			// 如果交換完後，發現這個arr[l]==pivot值相等 r--,前移
			if (arr[l] == pivot) {
				r -= 1;
			}
			// 如果交換完後，發現這個arr[r]==pivot值相等 l++,後移
			if (arr[r] == pivot) {
				l += 1;
			}
		}
		// 如果l == r,必須l++,r--,否則會出現棧溢出
		if (l == r) {
			l += 1;
			r -= 1;
		}
		// 向左遞歸
		if (left < r) {
			quickSort(arr, left, r);
		}
		if (right > l) {
			quickSort(arr, l, right);
		}
	}
}

運行截圖：

從運行結果來看，快速排序算法速度較快。
這篇博客是我在B站看韓順平老師數據結構和算法的課時的筆記，記錄一下，防止忘記，也希望能幫助各位朋友。