七大排序算法——快速排序,通俗易懂的思路讲解与图解(完整Java代码)

   日期:2024-12-26    作者:b1255281 移动:http://3jjewl.riyuangf.com/mobile/quote/32058.html


排序:所谓排序,就是使一串记录,按照其中的某个或某些关键字的大小,递增或递减的排列起来的操作。

通过算法进行排序后,这一组数就有序了, 但是要看两个相同的5的位置是否有改变。
5a仍在5b前面,那么这个排序算法就是稳定的
5a跑到了5b后面,那么这个排序算法就是不稳定的

一个稳定的排序算法可以做到不稳定
不稳定的排序算法一定做不到稳定。


至于为什么要讨论这个稳定性, 是为了以后应用到实际场景上。 比如,一场数学考试, 假设a用了30分钟做完了,并得了满分。
假设b用了一个小时做完了,并得了满分。 此时a与b都是得了满分,但是用的时间不一样,所以两个人的排名又会有所不同。



基本思想任取待排序元素序列中的某元素作为基准值,将待排序集合分割成两子序列,左子序列中所有元素均小于基准值,右子序列中所有元素均大于基准值,然后最左右子序列重复该过程,直到所有元素都排列在相应位置上为止。

 

共有三种方法可以实现该思想。


 

挖坑发是后人对Hoare法的另一种实现方式。

 

 

需要排序的数列本身就是一个顺序或逆序的数列,此时找到的基准就会每次都分成极端的两组,一组一个数没有,另一组有n-1个数(这两组的边界一个是基准-1,一个是基准+1)


快速排序在最坏情况下,时间复杂度竟然达到了O(n2),这哪里快速啊,所以下面就要进行优化了。

共有两种方案: 1️⃣随机选取基准法,这要是倒霉起来,依然有可能会次次都随机选到最极端最坏的情况,所以这个不用。 2️⃣三数取中法,这个可以保证不会让你选到最极端最坏的情况。

三数取中法:在上面的算法中,我们的基准选取的都是left下标
而三数取中指的是在left,right,mid( (left + right)/2 )这三个下标在中选取一个中间值作为基准,不是最大也不是最小,就保证了不会出现极端情况。
出现了以上的最坏情况,也就是让快速排序变成了二分查找。

 
 


就像二叉树一样,每一组数据往下走一层都会被分成两组,而到了最后几层,则会因为数据量的庞大而被分成许多组进行递归,此时的递归开销就会很大,很有可能导致~~栈溢出~~

因此我们可以设定一个数量闸口,当每组的数据小的到了这个闸口,就采用比较简单的直接插入排序。

而且在快速排序的不断递归下,数据一定是越来越有序的,直接插入排序的效率也会更高。

此时即便是一开始就用直接插入排序,时间也会相差无几。


 


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