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实现快速排序算法的Java函数

发布时间:2023-07-08 01:52:11

快速排序(Quicksort)是一种高效的排序算法,其基本思想是通过一趟划分将待排序序列分为两部分,其中一部分小于某个基准值,另一部分大于等于该基准值。然后对这两部分分别递归地进行快速排序,从而完成整个序列的排序。

在Java中实现快速排序算法的代码如下:

public class QuickSort {

    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            // 划分数组
            int pivotIndex = partition(arr, low, high);
            
            // 分别对左右两部分递归快速排序
            quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
            quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }

    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        // 选择基准元素
        int pivot = arr[low];
        int i = low;
        int j = high;

        while (i < j) {
            // 从右向左找      个小于基准元素的位置
            while (i < j && arr[j] >= pivot) {
                j--;
            }
            if (i < j) {
                // 将该元素放到基准元素的左边
                arr[i++] = arr[j];
            }

            // 从左向右找      个大于等于基准元素的位置
            while (i < j && arr[i] < pivot) {
                i++;
            }
            if (i < j) {
                // 将该元素放到基准元素的右边
                arr[j--] = arr[i];
            }
        }

        // 将基准元素放到正确的位置上
        arr[i] = pivot;
        
        // 返回基准元素的位置
        return i;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {56, 23, 89, 12, 45, 78, 46};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

在快速排序算法中,我们首先选择一个基准元素(数组的 个元素),然后通过一趟划分将数组分为两部分,左边部分的元素都小于基准元素,右边部分的元素都大于等于基准元素。然后对左右两部分分别递归地进行快速排序。划分过程是通过左右指针的移动并交换元素来实现的。

在上述代码中,quickSort函数是快速排序的主要逻辑,它接收三个参数:待排序的数组,数组的起始位置和数组的结束位置。我们通过递归调用快速排序函数,将数组不断划分并进行排序。

partition函数是划分过程的实现,它接收三个参数:待划分的数组,数组的起始位置和数组的结束位置。我们选择数组的 个元素作为基准元素,通过左右指针的移动和元素的交换,将小于基准元素的元素放到基准元素的左边,将大于等于基准元素的元素放到基准元素的右边,最后将基准元素放到正确的位置上,并返回基准元素的位置。

main函数中,我们测试了快速排序算法的实现,输出排序后的数组。对于给定的示例数组{56, 23, 89, 12, 45, 78, 46},经过快速排序后的结果为12 23 45 46 56 78 89

这就是实现快速排序算法的Java函数的代码和解释。快速排序算法的时间复杂度为O(nlogn),是一种高效的排序算法,应用广泛。