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- 面试题Java: 实现快速排序算法及其应用

2023-06-18 03:17:53 深夜i -- --

面试题Java 快速排序算法应用

在Java面试中，经常会遇到关于算法的问题。其中，快速排序算法是一种常见的排序算法，也被广泛应用于各种场景中。下面就来介绍一下如何在Java中实现快速排序算法，并探讨它的应用。

首先，我们看一下快速排序算法的实现。它的核心思想是选取一个基准元素（pivot），并将数组分为两个部分：一个比基准元素小的部分和一个比基准元素大的部分。然后，递归地对这两个部分进行排序，直到排序完成。

下面是一个简单的Java代码实现：


public static void quickSort(int[] arr, int start, int end) {
  if (start < end) {
    int pivot = partition(arr, start, end);
    quickSort(arr, start, pivot - 1);
    quickSort(arr, pivot + 1, end);
  }
}
  
public static int partition(int[] arr, int start, int end) {
  int pivot = arr[end];
  int i = start - 1;
  for (int j = start; j < end; j++) {
    if (arr[j] < pivot) {
      i++;
      int temp = arr[i];
      arr[i] = arr[j];
      arr[j] = temp;
    }
  }
  int temp = arr[i + 1];
  arr[i + 1] = arr[end];
  arr[end] = temp;
  return i + 1;
}

这个实现中，partition方法用于找到基准元素，并将数组分为两部分。quickSort方法则调用partition方法，并递归地对两部分进行排序。

除了排序算法本身，快速排序还有很多实际应用。其中一个很好的例子是在面试题中求前K小/大的数。在这个问题中，可以利用快速排序的思想找到第K小/大的数。具体实现方法是：首先选取一个基准元素，将数组分为两部分；然后，判断第K小/大的数所在的部分，并递归地对这个部分进行排序，直到找到第K小/大的数为止。

下面是一个简单的Java代码实现：


public static int kthSmallest(int[] arr, int k) {
  int start = 0;
  int end = arr.length - 1;
  while (start <= end) {
    int pivot = partition(arr, start, end);
    if (pivot == k - 1) {
      return arr[pivot];
    } else if (pivot > k - 1)
      end = pivot - 1;
     else {
      start = pivot + 1;
    }
  }
  return -1;
}

这个实现中，kthSmallest方法用于找到第K小的数。它的思路与快速排序很相似，只不过在递归时只需要对目标部分进行排序即可。

至此，我们已经介绍了快速排序算法以及它的应用。当然，快速排序还有很多变种和优化方法，有兴趣的读者可以自行了解。在面试中，如果遇到类似的问题，希望这篇文章能对大家有所帮助。

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