如何实现java快速排序的具体操作步骤

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mob649e8166858d 2023-07-12 11:19:11 ©著作权

文章标签 子数组快速排序数组 文章分类 Java 后端开发

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Java快速排序

快速排序（Quick Sort）是一种高效的排序算法，它的平均时间复杂度为O(nlogn)，具有较好的性能。快速排序使用了分治的思想，将待排序的数组划分为两个子数组，再对子数组进行排序，最后将两个有序的子数组合并为一个有序的数组。

算法原理

快速排序的核心思想是通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分记录的关键字小。然后再分别对这两部分记录进行排序，以达到整个序列有序的目的。

具体实现步骤如下：

选择一个基准元素（pivot），通常选择第一个元素或者最后一个元素。
定义两个指针，一个指向第一个元素，一个指向最后一个元素。
指针1向后移动找到比基准元素大的值，指针2向前移动找到比基准元素小的值，然后交换这两个值。
重复步骤3，直到指针1和指针2相遇。
将基准元素与指针1相遇的位置的元素交换。
对基准元素左边的子数组和右边的子数组分别递归地进行快速排序。

示例代码

下面是Java实现的快速排序示例代码：

public class QuickSort {
    public static void quickSort(int[] array, int start, int end) {
        if (start < end) {
            int pivot = partition(array, start, end); // 获取基准元素的位置
            quickSort(array, start, pivot - 1); // 对基准元素左边的子数组进行排序
            quickSort(array, pivot + 1, end); // 对基准元素右边的子数组进行排序
        }
    }

    public static int partition(int[] array, int start, int end) {
        int pivot = array[start]; // 选择第一个元素作为基准元素
        int i = start, j = end;
        while (i < j) {
            while (i < j && array[j] >= pivot) {
                j--;
            }
            if (i < j) {
                array[i++] = array[j];
            }
            while (i < j && array[i] <= pivot) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                array[j--] = array[i];
            }
        }
        array[i] = pivot; // 将基准元素放入合适的位置
        return i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {5, 2, 8, 9, 1, 3, 7};
        quickSort(array, 0, array.length - 1);
        for (int num : array) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

在上面的代码中，quickSort方法是快速排序的入口，partition方法用于获取基准元素的位置。在partition方法中，我们使用两个指针i和j分别指向数组的开始和结束位置，通过不断移动指针并交换元素的位置，将比基准元素小的值放在左边，比基准元素大的值放在右边，最后将基准元素放入合适的位置。然后，我们通过递归调用quickSort方法对基准元素的左边和右边进行排序。