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Java实现快速排序算法的常见实现方法有哪些?
2023-07-10 18:32:00 深夜i     --     --
Java 快速排序算法 常见实现方法

Java作为一门常用的编程语言,其提供了多种快速排序算法的实现方法。下面将会介绍几种最常见的Java快速排序算法实现方法。

1. 基本快速排序算法

基本快速排序算法最为简单,其主要思路是先选取一个元素作为基准值,然后将列表中的元素分成两个部分:小于基准值和大于基准值的。接着递归地对两个部分进行排序。

基本快速排序算法的Java代码如下:


public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {

  if (low < high) {

    int pivot = partition(arr, low, high);//基准分组位置

    quickSort(arr, low, pivot - 1);//递归排序前半部分

    quickSort(arr, pivot + 1, high);//递归排序后半部分

  }

}

private static int partition(int[] arr, int low, int high) {

  int pivot = arr[low];

  while (low < high) {

    while (low < high && arr[high] >= pivot)

      high--;

    arr[low] = arr[high];

    while (low < high && arr[low] <= pivot)

      low++;

    arr[high] = arr[low];

  }

  arr[low] = pivot;

  return low;

}

2. 三向切割快速排序算法

三向切割快速排序算法是对基本快速排序算法的改进,其在处理有大量重复元素的数组时,速度更加快。

三向切割快速排序算法的Java代码如下:


public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {

  if (low >= high)

    return;

  int lt = low, i = low + 1, gt = high;

  int pivot = arr[low];

  while (i <= gt) {

    if (arr[i] < pivot)

      swap(arr, lt++, i++);

    else if (arr[i] > pivot)

      swap(arr, i, gt--);

    else

      i++;

  }

  quickSort(arr, low, lt - 1);

  quickSort(arr, gt + 1, high);

}

private static void swap(int[] arr, int i, int j) {

  int temp = arr[i];

  arr[i] = arr[j];

  arr[j] = temp;

}

3. 新式快速排序算法

新式快速排序算法是由蒂姆·彼得斯(Tim Peters)所发明的,是Python语言内置排序函数sorted()的默认排序算法,被证明具有相对较好的时间和空间复杂度。

新式快速排序算法的Java代码如下:


public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {

  if (low >= high)

    return;

  int pivot = medianOfThree(arr, low, high);//选取中位数作为基准值

  int i = low, j = high - 1;

  while (true) {

    while (arr[++i] < pivot) ;

    while (arr[--j] > pivot) ;

    if (i < j)

      swap(arr, i, j);

    else

      break;

  }

  swap(arr, i, high - 1);

  quickSort(arr, low, i - 1);

  quickSort(arr, i + 1, high);

}

private static int medianOfThree(int[] arr, int left, int right) {

  int center = (left + right) / 2;

  if (arr[left] > arr[center])

    swap(arr, left, center);

  if (arr[left] > arr[right])

    swap(arr, left, right);

  if (arr[center] > arr[right])

    swap(arr, center, right);

  swap(arr, center, right - 1);

  return arr[right - 1];

}

private static void swap(int[] arr, int i, int j) {

  int temp = arr[i];

  arr[i] = arr[j];

  arr[j] = temp;

}

综上所述,Java实现快速排序算法的常见实现方法有基本快速排序算法、三向切割快速排序算法以及新式快速排序算法。不同的排序算法适用于不同的场景,根据实际需求选择合适的算法,可以提高程序的效率和稳定性。

  
  

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