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Java实现快速排序算法：代码实例及设计

2023-06-15 19:45:41 深夜i -- --

快速排序算法 Java实现分治思想

快速排序是一种基于"分治"思想的排序算法，它的时间复杂度为O(nlogn)，在处理大数据量时比其他排序算法效率更高。本文将介绍如何使用Java实现快速排序算法，包括代码实例及设计。

1. 快速排序算法概述

快速排序算法的核心思想是选取一个"基准值"，将序列中的元素分为两个子序列，其中一个子序列的所有元素都比基准值小，另一个子序列的所有元素都比基准值大。然后对这两个子序列分别进行递归排序，最终完成整个序列的排序。

快速排序算法的实现可以简单分为三个步骤：

(1) 在序列中选取一个基准值key。

(2) 左右两个指针i和j分别从序列的两端开始遍历，如果i指向的元素比key小，则i向后移动一位；如果j指向的元素比key大，则j向前移动一位；否则，交换i和j指向的元素，直到i和j指针相遇。

(3) 将基准值key和i指针所指向的元素交换，并以i为分界点，将序列分为左右两个子序列，对这两个子序列分别进行递归排序，直到完成整个序列的排序。

2. Java代码实例

下面的Java代码演示了如何实现快速排序算法：


public class QuickSort {
  public static void quickSort(int[] array, int left, int right) {
    if (left < right) {
      int i = left;
      int j = right;
      int pivot = array[left];
      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;
      quickSort(array, left, i - 1);
      quickSort(array, i + 1, right);
    }
  }
}

3. 快速排序算法设计

快速排序算法在实现时需要注意以下几点：

(1) 选取基准值的方法：基准值的选取对快速排序算法的效率有影响。一种较好的方法是选取序列中的中间值作为基准值，或者随机选择一个元素作为基准值。

(2) 指针的移动：在移动指针时需要注意边界条件，否则可能会出现无限循环或者数组越界等问题。

(3) 递归的退出条件：快速排序算法的递归操作需要注意退出条件，避免出现栈溢出等问题。

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