毕业到现在也差不多一年了,之前在校搞ACM时候的痛苦经历已经不在,踏入工作到现在,算法思维逐渐的丢失,工作中遇到的问题也涉及暂时涉及不到算法,记得最后一次用到算法也就是毕设时候了,当时用unity3d写了一个rpg游戏,寻路算法采用的是A*。现在吗....能想起A*的原理已经不错了,所以打算今天开始从新拾回我的算法思维,先从快速排序开始吧,排序也算是最基础的算法了,工作中也是经常使用到(用库函数的就不说了);
先来说说快速排序的原理吧,
设要排序的数组是A[0]……A[N-1],首先任意选取一个数据(通常选用数组的第一个数)作为关键数据,然后将所有比它小的数都放到它前面,所有比它大的数都放到它后面,这个过程称为一趟快速排序。值得注意的是,快速排序不是一种稳定的排序算法,也就是说,多个相同的值的相对位置也许会在算法结束时产生变动。
一趟快速排序的算法是:
1)设置两个变量i、j,排序开始的时候:i=0,j=N-1;
2)以第一个数组元素作为关键数据,赋值给key,即key=A[0];
3)从j开始向前搜索,即由后开始向前搜索(j--),找到第一个小于key的值A[j],将A[j]和A[i]互换;
4)从i开始向后搜索,即由前开始向后搜索(i++),找到第一个大于key的A[i],将A[i]和A[j]互换;
5)重复第3、4步,直到i=j; (3,4步中,没找到符合条件的值,即3中A[j]不小于key,4中A[i]不大于key的时候改变j、i的值,使得j=j-1,i=i+1,直至找到为止。找到符合条件的值,进行交换的时候i, j指针位置不变。另外,i==j这一过程一定正好是i+或j-完成的时候,此时令循环结束)。
我自己经常吧快排称之为左右挖坑填坑算法......额,好吧,黄色那部分内容呢,是百度上的,其中有我认为不准确的地方,如第3)4)最后的互换两字我觉得用的不恰当,或者说错误。应该改为将A[j]的值赋值给A[i],而此时我们并不需要理会A[j],也就是a[j]将是作为下一个“坑”,“左右挖坑填坑”就是这么来的。为什么这么说呢,且看我用一个来分析。
(以升序为例,倒叙也就是改下符号而已)假设有一个待排序的数组[35,5,42,78,13,29],那么它的第一趟执行完之后是怎样得呢?
好了,理论分析部分完成了,下面一步一步分析代码实现快排的过程。
假设代码只执行了第一步和第二部,代码:
1 public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { 2 int key = arr[left]; 3 int i = left; 4 int j = right; 5 while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值 6 j--; 7 } 8 arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小,填入第一个坑 9 while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值 10 i++; 11 } 12 arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑 13 }
如果要将一整轮都走完,代码:
1 public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { 2 int key = arr[left]; 3 int i = left; 4 int j = right; 5 while (i < j) {//如果i不等于j,那么就继续左右挖坑填坑 6 while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值 7 j--; 8 } 9 arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小,填入第一个坑 10 while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值 11 i++; 12 } 13 arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑 14 } 15 arr[i] = key;//当i==j,将key的值填入这一轮比较的最后一个坑中 16 }
接下来就简单了,快排整个函数完成 代码:
1 public static void quickSort(int[] arr, int left, int right) { 2 if (left < right) {//终止递归的条件。 3 int key = arr[left]; 4 int i = left; 5 int j = right; 6 while (i < j) {//如果i不等于j,那么就继续左右挖坑填坑 7 while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值 8 j--; 9 } 10 arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小,填入第一个坑 11 while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值 12 i++; 13 } 14 arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑 15 } 16 arr[i] = key;//当i==j,将key的值填入这一轮比较的最后一个坑中 17 quickSort(arr, left, i - 1);//左边部分执行一轮步骤 18 quickSort(arr, i + 1, right);//右边部分执行一轮步骤 19 } 20 }
快排完成,其中值得注意的是:有些人会将 第7行 arr[j]>=key 条件和第11行 arr[i]<=key条件写成 arr[j]>key和 arr[i]<key 。表面上看好像也是正确的,但当有两个数字一样的时候,
6 while (i < j) {//如果i不等于j,那么就继续左右挖坑填坑 7 while (i < j && arr[j] >= key) { //从右向左找比key小的值 8 j--; 9 } 10 arr[i] = arr[j];//arr[j]比key小,填入第一个坑 11 while (i < j && arr[i] <= key) { //从左向右找比key大的值 12 i++; 13 } 14 arr[j] = arr[i];//arr[i]>key ,填入上一个坑 15 } 这段代码会出现死循环,至于为什么会死循环,请将我上面的步骤一步一步推演,即可得知。