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排序系列之快速排序

news 来源：原创 2024/9/19 17:03:28

！！！排序仅针对于数组哦
本次排序是按照升序来的哦
代码后边有图解哦

介绍

快速排序英文名为Quick Sort

基本思路

快速排序采用的是分治思想，即在一个无序的序列中选取一个任意的基准元素base，利用base将待排序的序列分成两部分，前面部分元素均小于或等于基准元素，后面部分均大于或等于基准元素，然后采用递归的方法分别对前后两部分重复上述操作，直到将无序序列排列成有序序列

代码

<!----java----->
import java.util.Arrays;public class QuickSort {public static void main(String[] args) {int[] arr = {7,2,3,6,1,5,4};  // 待排序数组sort(arr,0, arr.length-1); // 方法调用，left和right为带排序数组的起始位置和最终位置，所以right=arr.length-1System.out.println(Arrays.toString(arr));}public static void sort(int[] arr,int left,int right){if(left>=right){return;}    // 判断带排序数组的长度，严格的左边游标要不大于右边游标int base = arr[left];    // 定义基准数int i = left;       // 定义左边的游标。这里不用left，是因为left位置为基准数，基准数不能变int j = right;      // 定义右边的游标。这里不用right，是因为后续递归的时候需要一个参数while(i!=j){    // 循环走起，当i和j相遇时，跟基准数交换。不相遇时，i位置大于基准数，j位置小于基准数时，i位置和j位置的数交换/**   思考下，为啥这里先是j在i前边？？？    */while(arr[j]>=base && i<j){j--;}    // 循环停止，说明j指向的数值要比基准数小。降序为<= while(arr[i]<=base && i<j){i++;}    // 循环停止，说明i指向的数值要比基准数大。降序为>= /** 【公布问题答案啦】* 因为j停下的时候代表当前数比基准数小，i停下是当前数比基准数大。我们此次排序是升序，相遇数要和基准数交换，所以需要保证相遇数一定要小于基准数*/// 本次排序为升序，即需要找到一个位置，这个位置的左边都是比基准数小的，右边都是比基准数大的int temp = arr[i];  // i比基准数大，j比基准数小，交换。交换完成后，i和j不等，两个游标继续前走或后走arr[i] = arr[j];arr[j] = temp;}// i和j相遇,i也行j也行，因为都指向一个嘛，跟基准数交换。然后对基准数左右两遍递归arr[left] = arr[i];arr[i] = base;sort(arr,left,i-1);sort(arr,i+1,right);}
}<!------------------------>
运行结果；
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

<!----python----->
def quickSort(arr, left, right):if left >= right:return arr;base = arr[left];i, j = left, right;while i != j:while arr[j] >= base and i < j:j -= 1while arr[i] <= base and i < j:i += 1arr[j], arr[i] = arr[i], arr[j];arr[i], arr[left] = arr[left], arr[i];quickSort(arr,left,i-1);quickSort(arr,i+1,right);return arrarr = [7,2,3,6,1,5,4]
print(quickSort(arr, 0, len(arr) - 1))
<!------------------------>
运行结果；
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

代码思路及流程图（直接上图，不清楚可以对照代码看哦）

在这里插入图片描述

复杂度

时间复杂度：最好和平均情况下为O(n log n)，最坏情况下为O(n^2)。
空间复杂度：最好情况下为O(log n)，最坏情况下为O(n)，额外空间为O(1)。
(复杂度先记住吧，等后续研究彻底了，会再写篇文章的)
它是非稳定排序

扩展一下

Python的一个更简单的方法

# 该方法不适用java哦
def quickSort(arr):if len(arr)<2:return arr;base=arr[0];left = [x for x in arr if x<base];middle = [x for x in arr if x==base];right = [x for x in arr if x>base];return quickSort(left)+middle+quickSort(right);arr=[7,2,3,6,1,5,4];
print(quickSort(arr))  # [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]