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java快速排序算法代码


在 Java 中,快速排序(Quick Sort)是一种高效的排序算法,其平均时间复杂度为 O(n log n)。以下将介绍两种实现方式:递归版本和迭代版本。

递归版本快速排序

步骤流程

  1. 选择一个基准元素(通常是数组中的第一个元素)。
  2. 将数组分成两个子数组,小于基准元素的放在左边,大于基准元素的放在右边。
  3. 对左右子数组递归地应用快速排序。

示例代码

public class QuickSortRecursive {
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int pivotIndex = partition(arr, low, high);
            quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);
            quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
        }
    }

    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        int pivot = arr[low];
        int left = low + 1;
        int right = high;

        while (left <= right) {
            while (left <= right && arr[left] <= pivot) {
                left++;
            }
            while (left <= right && arr[right] >= pivot) {
                right--;
            }
            if (left < right) {
                int temp = arr[left];
                arr[left] = arr[right];
                arr[right] = temp;
            }
        }

        arr[low] = arr[right];
        arr[right] = pivot;
        return right;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

迭代版本快速排序(使用栈)

步骤流程

  1. 使用一个栈来保存待排序子数组的起始和结束索引。
  2. 将初始数组的起始和结束索引入栈。
  3. 从栈中弹出子数组的起始和结束索引,并进行分区操作,将新的子数组的起始和结束索引入栈。
  4. 重复步骤 3,直到栈为空。

示例代码

import java.util.Arrays;
import java.util.Stack;

public class QuickSortIterative {
    public static void quickSort(int[] arr) {
        Stack<Integer> stack = new Stack<>();
        stack.push(0);
        stack.push(arr.length - 1);

        while (!stack.isEmpty()) {
            int high = stack.pop();
            int low = stack.pop();

            int pivotIndex = partition(arr, low, high);

            if (pivotIndex - 1 > low) {
                stack.push(low);
                stack.push(pivotIndex - 1);
            }

            if (pivotIndex + 1 < high) {
                stack.push(pivotIndex + 1);
                stack.push(high);
            }
        }
    }

    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        // ... 同上 ...
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 9, 1, 5, 6};
        quickSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }
}

这两种版本的快速排序均使用基准元素来进行分区,将小于基准的元素放在左边,大于基准的元素放在右边,然后对左右子数组递归或迭代地应用快速排序。在实际应用中,你可以根据需要选择合适的实现方式。至于 Maven 和 Gradle 的依赖坐标,这里不涉及外部库的使用,所以不需要相关依赖。

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