啊哈!算法之快速排序与桶排序
1.快速排序算法
快速排序由 C. A. R. Hoare（东尼·霍尔，Charles Antony Richard Hoare）在1960 年提出，之后又有许多人做了进一步的优化。
在数列种随机找出一个基准数，因为数列是杂乱的，所以取首项为基准数。
从后往前找到比基准数大的位置，再从前往后找到比基准数小的位置，交换元素；
右游标向前移动与左游标向后移动，它们相遇时用基准数的位置与相遇的位置交换。
此时原来数列以相遇的位置被划分为了两个需要排序的数列，再次执行上述过程；
当左游标在右游标的相同位置或右侧时，表示数列中只有一个元素或已没有需要排序的元素。
当所有的数列排序结束时，快速排序结束。
更多疑问可以参考《啊哈!算法》的『第1 章 一大波数正在靠近——排序』。
2.快速排序代码
代码如下：
package yuki.algorithm.sort;
import java.util.Random;
public class QuicksortDemo {
public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[8];
Random random = new Random();
for(int i = 0; i < a.length; ++i)
a[i] = random.nextInt(10);
print(a);
quicksort(a);
print(a);
}
private static void quicksort(int[] a) {
quicksort(a, 0, a.length - 1);
}
private static void quicksort(int[] a, int left, int right) {
if(left >= right)
return;
int i = left;
int j = right;
int temp = a[left];
while(i != j){
while(a[j] >= temp && i < j)
--j;
while(a[i] <= temp && i < j)
++i;
if(i < j)
swap(a, i, j);
}
swap(a, left, i);
quicksort(a, left, i-1);
quicksort(a, i+1, right);
}
private static void swap(int[] a, int i, int j) {
if(i == j || a[i] == a[j])
return;
System.out.println("[" + a[i] + "(" + i + "), " + a[j] + "(" + j + ")]");
a[i] ^= a[j];
a[j] ^= a[i];
a[i] ^= a[j];
print(a);
}
private static void print(int[] a) {
for (int i = 0; i < a.length - 1; ++i)
System.out.print(a[i] + "\t");
System.out.println(a[a.length - 1]);
}
}
运行结果如下：
6 9 0 8 5 4 6 5 [9(1), 5(7)] 6 5 0 8 5 4 6 9 [8(3), 4(5)] 6 5 0 4 5 8 6 9 [6(0), 5(4)] 5 5 0 4 6 8 6 9 [5(0), 4(3)] 4 5 0 5 6 8 6 9 [5(1), 0(2)] 4 0 5 5 6 8 6 9 [4(0), 0(1)] 0 4 5 5 6 8 6 9 [8(5), 6(6)] 0 4 5 5 6 6 8 9 0 4 5 5 6 6 8 9
3.桶排序算法
找到数列中的最大值，新建一个以这个最大值为长度的数组。
其下标用来存放待排序数组的数值，其值用来存放待排序数组的元素存放个数。
依次从按桶的顺序取出待排序数组的元素，并放回到原数列中，排序结束。
代码如下：
package yuki.algorithm.sort;
import java.util.Random;
public class BucketsortTest {
public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[8];
Random random = new Random();
for(int i = 0; i < a.length; ++i)
a[i] = random.nextInt(10);
print(a);
bucketsort(a);
print(a);
}
private static void bucketsort(int[] a) {
int max = 0;
for (int i = 0; i < a.length; i++)
if(max < a[i])
max = a[i];
int[] b = new int[max + 1];
for (int i = 0; i < a.length; i++)
++b[a[i]];
print(b);
for (int i = 0, j = 0; j < b.length; ){
if(b[j] == 0)
++j;
else if(--b[j] >= 0)
a[i++] = j;
}
print(b);
}
private static void print(int[] a) {
for (int i = 0; i < a.length - 1; ++i)
System.out.print(a[i] + "\t");
System.out.println(a[a.length - 1]);
}
}
运行结果如下：
7 4 9 4 8 7 3 3 0 0 0 2 2 0 0 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 3 4 4 7 7 8 9
4.冒泡排序代码
代码如下：
package yuki.algorithm.sort;
import java.util.Random;
public class BubblesortTest {
public static void main(String[] args) {
int[] a = new int[8];
Random random = new Random();
for(int i = 0; i < a.length; ++i)
a[i] = random.nextInt(10);
print(a);
bubblesort(a);
print(a);
}
private static void bubblesort(int[] a) {
for(int i = a.length - 1; i > 0; --i)
for(int j = 0; j < i; ++j)
if(a[j] > a[j+1]){
System.out.println("[" + a[j] + "(" + j + "), " + a[j+1] + "(" + (j+1) + ")]");
a[j] ^= a[j+1];
a[j+1] ^= a[j];
a[j] ^= a[j+1];
print(a);
}
}
private static void print(int[] a) {
for (int i = 0; i < a.length - 1; ++i)
System.out.print(a[i] + "\t");
System.out.println(a[a.length - 1]);
}
}
运行结果如下：
8 3 9 4 9 6 5 0 [8(0), 3(1)] 3 8 9 4 9 6 5 0 [9(2), 4(3)] 3 8 4 9 9 6 5 0 [9(4), 6(5)] 3 8 4 9 6 9 5 0 [9(5), 5(6)] 3 8 4 9 6 5 9 0 [9(6), 0(7)] 3 8 4 9 6 5 0 9 [8(1), 4(2)] 3 4 8 9 6 5 0 9 [9(3), 6(4)] 3 4 8 6 9 5 0 9 [9(4), 5(5)] 3 4 8 6 5 9 0 9 [9(5), 0(6)] 3 4 8 6 5 0 9 9 [8(2), 6(3)] 3 4 6 8 5 0 9 9 [8(3), 5(4)] 3 4 6 5 8 0 9 9 [8(4), 0(5)] 3 4 6 5 0 8 9 9 [6(2), 5(3)] 3 4 5 6 0 8 9 9 [6(3), 0(4)] 3 4 5 0 6 8 9 9 [5(2), 0(3)] 3 4 0 5 6 8 9 9 [4(1), 0(2)] 3 0 4 5 6 8 9 9 [3(0), 0(1)] 0 3 4 5 6 8 9 9 0 3 4 5 6 8 9 9
友情链接:)
[快速排序（Quicksort）的Javascript实现](http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/04/quicksort_in_javascript.html)
[可视化对比十多种排序算法](http://blog.jobbole.com/72850/)
[啊哈!算法](http://www.amazon.cn/%E5%95%8A%E5%93%88-%E7%AE%97%E6%B3%95-%E5%95%8A%E5%93%88%E7%A3%8A/dp/B00KSWT268/)
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本文地址：http://www.cnblogs.com/kodoyang/p/AhaAlgorithm_Quicksort_Bucketsort.html
雨木阳子
2015年9月13日