Java函数实现快速排序的步骤

快速排序是一种非常高效的排序算法，其时间复杂度为 O(NlogN)，且空间复杂度为 O(1)，相对于其他排序算法而言，其实现也比较简单易懂。下面我们就来具体了解一下Java函数实现快速排序的步骤。

1. 算法思路

快速排序采用分治策略，具体步骤如下：

选定一个基准元素，将数组中小于它的元素放在其左边，大于它的元素放在右边；

递归地对其左右两个子序列进行同样的操作，直到排序完成。

因此，快速排序的关键在于选定基准元素的过程，通常采用数组中的 个元素作为基准元素。

2. 实现步骤

1）定义排序函数 quickSort(int [] arr, int left, int right)，其中 arr 表示待排序的数组，left 和 right 分别表示左右两端的下标。

2）通过递归方式对左右两个子序列进行排序，直到序列长度为 1。

3）对于当前序列，选定 个元素作为基准元素 pivot，将数组中小于 pivot 的元素放在其左边，大于它的元素放在右边。

4）递归对左右两个子序列分别进行同样的操作。

5）返回排好序的数组。

代码如下：

public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) {

    int i, j, pivot;

    if (left > right) {

        return;

    }

    // 选定 个元素作为基准元素

    pivot = arr[left];

    i = left;

    j = right;

    while (i != j) {

        // 从右往左找到 个小于基准元素的元素

        while (arr[j] >= pivot && i < j) {

            j--;

        }

        // 从左往右找到 个大于基准元素的元素

        while (arr[i] <= pivot && i < j) {

            i++;

        }

        // 交换两个元素的位置

        if (i < j) {

            int temp = arr[i];

            arr[i] = arr[j];

            arr[j] = temp;

        }

    }

    // 将基准元素放在最终位置

    arr[left] = arr[i];

    arr[i] = pivot;

    // 递归对左右两个子序列进行同样的操作

    quickSort(arr, left, i - 1);

    quickSort(arr, i + 1, right);

}

3. 效率分析

快速排序的时间复杂度为 O(NlogN)，其中 N 表示排序数组的长度。但是快速排序的效率和选取的基准元素有关，如果选取的基准元素恰好是数组中的中位数，那么快速排序的效率将得到发扬光大，因此在实际应用快速排序时，通常需要考虑选取基准元素的方法。此外，快速排序也存在某些情况下的最坏情况，比如待排序数组已经有序，此时快速排序将变为冒泡排序，时间复杂度将达到 O(N^2)，因此在实际应用时，需要对快速排序进行优化。