JAVA数据结构与算法之快速排序

快速排序

快速排序介绍：

快速排序（Quicksort）是对 冒泡排序的一种改进。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

快速排序法示意图:

代码演示：

package com.pierce.algorithm;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Arrays;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
//         int arr[] = {3, 9, -1, 10, 20};
        //
        // System.out.println("排序前");
        // System.out.println(Arrays.toString(arr));
        //为了容量理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示
        //测试一下冒泡排序的速度 O(n^2), 给 80000 个数据，测试
        //创建要给 80000 个的随机的数组
        int[] arr = new int[8000000];
        for (int i = 0; i < 8000000; i++) {
            //生成一个[0, 8000000) 数
            arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000);
        }
        long millis1 = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("排序前的时间是=" + millis1);
        //测试快速排序
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        long millis2 = System.currentTimeMillis();
        System.out.printf("排序后的时间是=%s", millis2 - millis1);
        System.out.println();
        System.out.println(arr.length);
        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            System.out.println(arr[i]);
        }
    }

    public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {
        int l = left; //左下标
        int r = right; //右下标
        //pivot 中轴值
        int pivot = arr[(left + right) / 2];
        int temp = 0; //临时变量，作为交换时使用
        //while 循环的目的是让比 pivot 值小放到左边
        //比 pivot 值大放到右边
        while (l < r) {
            //在 pivot 的左边一直找,找到大于等于 pivot 值,才退出
            while (arr[l] < pivot) {
                l += 1;
            }
            //在 pivot 的右边一直找,找到小于等于 pivot 值,才退出
            while (arr[r] > pivot) {
                r -= 1;
            }
            //如果 l >= r 说明 pivot 的左右两的值，已经按照左边全部是
            //小于等于 pivot 值，右边全部是大于等于 pivot 值
            if (l >= r) {
                break;
            }
            //交换
            temp = arr[l];
            arr[l] = arr[r];
            arr[r] = temp;
            //如果交换完后，发现这个 arr[l] == pivot 值 相等 r--， 前移
            if (arr[l] == pivot) {
                r -= 1;
            }
            //如果交换完后，发现这个 arr[r] == pivot 值 相等 l++， 后移
            if (arr[r] == pivot) {
                l += 1;
            }
        }
        // 如果 l == r, 必须 l++, r--, 否则为出现栈溢出
        if (l == r) {
            l += 1;
            r -= 1;
        }
        //向左递归
        if (left < r) {
            quickSort(arr, left, r);
        }
        //向右递归
        if (right > l) {
            quickSort(arr, l, right);
        }
    }
}

运行结果：

排序前的时间是=1587820261678
排序后的时间是=1273
8000000