logo图片
数据结构与算法

双路快速排序

一、概念及其介绍

二、适用说明

时间和空间复杂度同随机化快速排序。 对于有大量重复元素的数组,如果使用上一节随机化快速排序效率是非常低的,导致 partition 后大于基点或者小于基点数据的子数组长度会极度不平衡,甚至会退化成 O(n*2) 时间复杂度的算法,对这种情况可以使用双路快速排序算法。

三、过程图示

使用两个索引值(i、j)用来遍历我们的序列,将 <=v 的元素放在索引 i 所指向位置的左边,而将 >=v 的元素放在索引 j 所指向位置的右边,平衡左右两边子数组。

四、Java 实例代码

package lidihuo ;

/**
 * 双路快速排序
 */

public class QuickSort2Ways {

    //核心代码---开始
    private static int partition ( Comparable [ ] arr, int l, int r ) {
        // 随机在arr[l...r]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot
        swap ( arr, l , ( int ) ( Math. random ( ) * (r -l + 1 ) ) +l ) ;
        Comparable v = arr [l ] ;
        // arr[l+1...i) <= v; arr(j...r] >= v
        int i = l + 1, j = r ;
        while ( true ) {
            while ( i <= r && arr [i ]. compareTo (v ) < 0 )
                i ++;
            while ( j >= l + 1 && arr [j ]. compareTo (v ) > 0 )
                j --;
            if ( i > j )
                break ;
            swap ( arr, i, j ) ;
            i ++;
            j --;
        }
        swap (arr, l, j ) ;
        return j ;
    }
    //核心代码---结束

    // 递归使用快速排序,对arr[l...r]的范围进行排序
    private static void sort ( Comparable [ ] arr, int l, int r ) {
        if (l >= r ) {
            return ;
        }
        int p = partition (arr, l, r ) ;
        sort (arr, l, p - 1 ) ;
        sort (arr, p + 1, r ) ;
    }

    public static void sort ( Comparable [ ] arr ) {

        int n = arr. length ;
        sort (arr, 0, n - 1 ) ;
    }

    private static void swap ( Object [ ] arr, int i, int j ) {
        Object t = arr [i ] ;
        arr [i ] = arr [j ] ;
        arr [j ] = t ;
    }

    // 测试 QuickSort
    public static void main ( String [ ] args ) {

        // 双路快速排序算法也是一个O(nlogn)复杂度的算法
        // 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据

        // Quick Sort也是一个O(nlogn)复杂度的算法
        // 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据
        int N = 1000000 ;
        Integer [ ] arr = SortTestHelper. generateRandomArray (N, 0, 100000 ) ;
        sort (arr ) ;
        SortTestHelper. printArray (arr ) ;

    }
}
昵称: 邮箱:
Copyright © 2020 立地货 All Rights Reserved.
备案号:京ICP备14037608号-4