算法初级——经典快排和随机快排

经典快排:利用最后一个数作为分界点,小的放左边,大的放右边,可以使用荷兰国旗问题的方法优化
随机快排:产生一个随机位置作为分界点(时间复杂度O(N*logN),额外空间复杂度O(logN))

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package 第一节;

import java.util.Arrays;

public class 快速排序 {
    public static void quicksort(int[] a) {
        if(a == null || a.length < 2) {
            return;
        }
        //经典快排和随机快排
        //classsort(a,0,a.length-1);
        randomsort(a,0,a.length-1);
    }
    //随机快排
    private static void randomsort(int[] a, int left, int right) {
        if(left < right) {
        //随机快排就是经典快排的基础上多这一步:产生一个随机位置与最后一个位置的数交换  
        //从而使时间复杂度理论的长期 期望值是 :O(N*logN)  
        swap(a, right, left+(int)((right-left+1)*Math.random()) );
        int par[] = partition(a, left, right, a[right]);  
        randomsort(a, left, par[0]-1);  
        randomsort(a, par[1]+1, right);
        }
    }
    //经典快排
    private static void classsort(int[] a, int left, int right) {
        if(left < right) {
            int par[] = partition(a,left,right,a[right]);
            //递归解决(工程上是不允许递归的)
            classsort(a,left,par[0]-1);
            classsort(a,par[1]+1,right);
        }
    }
    //荷兰国旗问题的思想(小于放左边,等于放中间,大于放右边)
    private static int[] partition(int[] a, int left, int right, int num) {
        int index = left; //当前位置索引
        int less = left - 1; //小于区域
        int more = right;//大于区域
        while(index<more) {
            if(a[index]<num) {
                swap(a,++less,index++);
            }else if(a[index] > num) {
                swap(a,--more,index);
            }else {
                index++;
            }
        }
        swap(a, more, right);
        return new int[]{less+1,more};
    }

    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int t = arr[i];  
        arr[i] = arr[j];  
        arr[j] = t;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] test = testData(10, 100);//产生一个随机数组  
        System.out.println(Arrays.toString(test));//打印数组
        quicksort(test);
        System.out.println(Arrays.toString(test));//打印数组
    }

    public static int[] testData(int len,int val){  
        int arr[] = new int[len];  
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {  
            arr[i] = (int)(val*Math.random());  
        }  
        return arr;  
    }

}
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