快速排序
快速排序(Quicksort)是对冒泡排序算法的一种改进。
排序流程
快速排序算法通过多次比较和交换来实现排序,其排序流程如下:
- 首先设定一个分界值,通过该分界值将数组分成左右两部分。
- 将大于或等于分界值的数据集中到数组右边,小于分界值的数据集中到数组的左边。此时,左边部分中各元素都小于或等于分界值,而右边部分中各元素都大于或等于分界值。
- 然后,左边和右边的数据可以独立排序。对于左侧的数组数据,又可以取一个分界值,将该部分数据分成左右两部分,同样在左边放置较小值,右边放置较大值。右侧的数组数据也可以做类似处理。
- 重复上述过程,可以看出,这是一个递归定义。通过递归将左侧部分排好序后,再递归排好右侧部分的顺序。当左、右两个部分各数据排序完成后,整个数组的排序也就完成了。
优势
综合能力较强的算法,在大部分情况下表现优异(对近乎排序好的数组排序时,不如插入排序)
快速排序问题和优化
优化1
- 问题:在对近乎排序好的数组进行排序时,效率很差。
- 原因:最初设计时,分界值设定为子数列的第一个元素,在普通数组中,这没什么问题,但对于一个已经排序好的数组,这就导致排序过程中,几乎所有的元素都被分到了右边,这样就不能体现出快速排序【分治】的效果,这时快速排序会被退化为O(N2)的算法。
- 优化:分界值用随机的方法选取。虽然最差的情况还是很慢,但最差情况发生的概率已经降低到接近于0。
优化2
- 问题:在对重复度很高的数组排序时,效率很低。
- 原因:有很多的元素和分界值元素相等时,也会导致一边长一边短的现象,算法也会退化。
- 优化:多加一个指针,把等于分界值的元素集合在中间,这是中间部分相当于已经排序好,下一步只对小于和大于分界值的元素进行排序即可。
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