Java實作快速排序演算法的詳細步驟解析

Java實作快速排序演算法的詳細步驟解析

快速排序（Quick Sort）是一種高效的排序演算法，它採用分治的思想，透過將待排序序列分割成較小的子序列，然後將子序列排序，最後合併子序列得到有序的序列。本文將詳細介紹快速排序演算法的步驟，並提供具體的Java程式碼範例。

1. 演算法步驟：

快速排序演算法的基本步驟如下：

1.1 選擇一個元素作為基準（pivot），可以是第一個元素、最後一個元素或隨機選取一個元素。

1.2 將待排序序列分割成兩個子序列：小於等於基準的元素序列和大於基準的元素序列。

1.3 對兩個子序列遞歸應用快速排序演算法。

1.4 合併子序列，得到完整的有序序列。

2. Java程式碼範例：

##以下是使用Java實作快速排序演算法的具體程式碼範例：

public class QuickSort {

    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (arr == null || arr.length == 0 || low >= high) {
            return;
        }

        // 选择基准元素
        int pivotIndex = partition(arr, low, high);

        // 对基准元素左边的子序列递归排序
        quickSort(arr, low, pivotIndex - 1);

        // 对基准元素右边的子序列递归排序
        quickSort(arr, pivotIndex + 1, high);
    }

    private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        // 选择最后一个元素作为基准
        int pivot = arr[high];

        int i = low - 1;

        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (arr[j] <= pivot) {
                i++;
                swap(arr, i, j);
            }
        }

        swap(arr, i + 1, high);

        return i + 1;
    }
    
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 2, 9, 1, 6, 3, 8, 4, 7};
        int n = arr.length;

        quickSort(arr, 0, n - 1);

        System.out.println("排序后的结果：");
        for (int i : arr) {
            System.out.print(i + " ");
        }
    }
}

範例說明：

在上述程式碼中，我們定義了一個

quickSort方法用於對待排序序列進行排序，partition方法用於將序列分割成兩個子序列。

在

quickSort方法中，先判斷序列是否需要排序，然後選擇基準元素，並呼叫partition方法將序列分割。接著，對兩個子序列遞歸應用quickSort方法，直到序列長度為1。

partition方法選擇最後一個元素作為基準，並使用變數i來記錄小於等於基準的元素個數。透過遍歷序列，如果元素小於等於基準，則將其與i所指向的位置交換，最後將基準元素放到適當的位置。

最後，執行主函數，即可輸出排序後的結果。

快速排序演算法的時間複雜度為O(nlogn)，具有較高的效率。透過正確理解和運用上述步驟，可以在實際編程中靈活應用快速排序演算法來實現排序需求。

以上是Java實作快速排序演算法的詳細步驟解析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！