Java編程中如何快速排序

這篇文章給大家分享的是有關Java編程中如何快速排序的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

快速排序原理簡介

快速排序是我們之前學習的冒泡排序的升級，他們都屬于交換類排序，都是采用不斷的比較和移動來實現排序的。快速排序是一種非常高效的排序算法，它的實現，增大了記錄的比較和移動的距離，將關鍵字較大的記錄從前面直接移動到后面，關鍵字較小的記錄從后面直接移動到前面，從而減少了總的比較次數和移動次數。同時采用“分而治之”的思想，把大的拆分為小的，小的拆分為更小的，其原理如下：對于給定的一組記錄，選擇一個基準元素,通常選擇第一個元素或者最后一個元素,通過一趟掃描，將待排序列分成兩部分,一部分比基準元素小,一部分大于等于基準元素,此時基準元素在其排好序后的正確位置,然后再用同樣的方法遞歸地排序劃分的兩部分，直到序列中的所有記錄均有序為止。

一，最小的k個數

輸入n個數，找出其中最小的k個數，例如輸入4,5,1,6,2,7,3,8,個數字，則最小的數字是1,2,3,4

基于O(n)的算法，可以用基于Partion函數解決這個問題，如果基于數組的第k個數字來調整，使得比第k個數字小的所有數字都位于數組的左邊，比第k個數組大的所有數字都位于數組的右邊，這樣調整之后數組左邊的k個數字就是最小的k個數字，不一定有序

import java.util.Scanner;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner in=new Scanner(System.in);
		int n=in.nextint();
		int k=in.nextint();
		int[] num=new int[n];
		int[] out=new int[k];
		for (int i=0;i<n;i++){
			num[i]=in.nextint();
		}
		Boolean b=GetMinK(n,num,k,out);
		if(b){
			for (int i=0;i<k;i++){
				System.out.print(out[i]+" ");
			}
		}
	}
	public static Boolean GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK, int[] pOutputArray){
		if(pInputArray==null||pOutputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){
			return false;
		}
		int start=0;
		int end=uiInputNum-1;
		int index=partition(pInputArray,start,end);
		while(index!=uiK-1){
			if(index>uiK-1){
				//index在k-1的右邊 
				end=index-1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			} else{
				start=index+1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			}
		}
		for (int i=0;i<uiK;i++){
			pOutputArray[i]=pInputArray[i];
		}
		return true;
	}
	//partion分區函數，返回數組a的首元素快排的索引值index 
	public static int partition(int[] a,int start,int end){
		int privot=a[start];
		int i=start;
		int j=end;
		while(i<j){
			while(i<j&&privot<=a[j]){
				j--;
			}
			swap(a,i,j);
			while(i<j&&privot>=a[i]){
				i++;
			}
			swap(a,i,j);
		}
		return i;
	}
	public static void swap(int[] a,int i,int j){
		int t=a[i];
		a[i]=a[j];
		a[j]=t;
	}
}

二，數組中出現次數超過一半的數字

數組中有一個數字出現次數超過數組長度的一半，請找出這個數字。例如1,2，3,2,2,2,5,4,2，數字2在數組中出現了5次，超過數組長度的一半，輸出2

受快速排序的啟發，在快速排序中，現在數組中選擇一個數字，然后調整數組中的數字的順序，使得比選中數字小的數字都排在它的左邊，比選中數字大的數字都排在它的右邊。

如果選中的數字的下標剛好是n/2，那么這個數字就是數組中的中位數

import java.util.Scanner;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner in=new Scanner(System.in);
		int n=in.nextint();
		int[] num=new int[n];
		for (int i=0;i<n;i++){
			num[i]=in.nextint();
		}
		int b=GetHalfNum(n,num);
		if(b!=-1){
			System.out.println(b);
		}
	}
	public static int GetHalfNum(int uiInputNum, int[] pInputArray){
		if(pInputArray==null||uiInputNum<=0){
			return -1;
		}
		int middle=uiInputNum>>1;
		//長度的一半 
		int start=0;
		int end=uiInputNum-1;
		int index=partition(pInputArray,start,end);
		while(index!=middle){
			//如果不等于長度的一半說明就沒有找到這個中位數 
			if(index>middle){
				end=index-1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			} else{
				start=index+1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			}
		}
		return pInputArray[index];
		//index=middle
	}
	public static int partition(int[] a,int start,int end){
		int privot=a[start];
		int i=start;
		int j=end;
		while(i<j){
			while(i<j&&privot<=a[j]){
				j--;
			}
			swap(a,i,j);
			while(i<j&&privot>=a[i]){
				i++;
			}
			swap(a,i,j);
		}
		return i;
	}
	public static void swap(int[] a,int i,int j){
		int t=a[i];
		a[i]=a[j];
		a[j]=t;
	}
}

三，找出數組中第k個最小的數

例如給定數組1,5,2,6,8,0,6中，第4小的數字是5

import java.util.Scanner;
public class Main {
	public static void main(String[] args) {
		Scanner in=new Scanner(System.in);
		int n=in.nextint();
		int k=in.nextint();
		int[] num=new int[n];
		//int[] out=new int[k]; 
		for (int i=0;i<n;i++){
			num[i]=in.nextint();
		}
		int b=GetMinK(n,num,k);
		if(b!=-1){
			System.out.println(b);
		}
	}
	public static int GetMinK(int uiInputNum, int[] pInputArray, int uiK){
		if(pInputArray==null||uiK>uiInputNum||uiInputNum<=0||uiK<=0){
			return -1;
		}
		int start=0;
		int end=uiInputNum-1;
		int index=partition(pInputArray,start,end);
		while(index!=uiK-1){
			//如果index不是k-1的位置 
			if(index>uiK-1){
				end=index-1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			} else{
				start=index+1;
				index=partition(pInputArray,start,end);
			}
		}
		return pInputArray[index];
		//返回的這個位置的數值
	}
	public static int partition(int[] a,int start,int end){
		int privot=a[start];
		int i=start;
		int j=end;
		while(i<j){
			while(i<j&&privot<=a[j]){
				j--;
			}
			swap(a,i,j);
			while(i<j&&privot>=a[i]){
				i++;
			}
			swap(a,i,j);
		}
		return i;
	}
	public static void swap(int[] a,int i,int j){
		int t=a[i];
		a[i]=a[j];
		a[j]=t;
	}
}

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