常用排序算法总结6一一快速排序

定义

快速排序(英语:Quick Sort),又称划分交换排序(partition-exchange sort),一种排序算法,最早由东尼·霍尔提出。在平均状况下,排序n个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n)算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来。

快速排序演示动画1

算法步骤

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略来把一个序列(list)分为两个子序列(sub-lists)。

步骤为:

  • 从数列中挑出一个元素,称为"基准"(pivot),
  • 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区结束之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
  • 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

递归的最底部情形,是数列的大小是零或一,也就是永远都已经被排序好了。虽然一直递归下去,但是这个算法总会结束,因为在每次的迭代(iteration)中,它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

伪代码如下:

function quicksort(q)
     var list less, pivotList, greater
     if length(q) ≤ 1 {
         return q
     } else {
         select a pivot value pivot from q
         for each x in q except the pivot element
             if x < pivot then add x to less
             if x ≥ pivot then add x to greater
         add pivot to pivotList
         return concatenate(quicksort(less), pivotList, quicksort(greater))
     }
快速排序演示动画2

代码实现(java)


/**
 *
 * @Title: quickSort
 * @Description: 快速排序,递归版
 * @param: @param <E>
 * @param: @param arr
 * @param: @return
 * @return: List<E>
 * @throws
 */
public static <E extends Comparable<? super E>> List<E> quickSort(
            List<E> arr)
{
    if (!arr.isEmpty()) {
        E pivot = arr.get(0); // This pivot can change to get faster results

        List<E> less = new LinkedList<E>();
        List<E> pivotList = new LinkedList<E>();
        List<E> more = new LinkedList<E>();

        // Partition
for (E i : arr) {
            if (i.compareTo(pivot) < 0)
                less.add(i);
            else if (i.compareTo(pivot) > 0)
                more.add(i);
            else
                pivotList.add(i);
        }

        // Recursively sort sublists
        less = quickSort(less);
        more = quickSort(more);

        // Concatenate results
        less.addAll(pivotList);
        less.addAll(more);
        return less;
    }
    return arr;
}
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