快速排序算法的 Java 实现详解205

快速排序是一种高效的排序算法，以其速度和简洁性而闻名。它采用了一种分而治之的方法，将数组不断划分为较小的子数组，直到它们都得到排序。

算法原理

快速排序的基本原理是选择一个枢纽元素，然后将数组元素重新排列，使得所有小于枢纽的元素都在枢纽的左边，而所有大于枢纽的元素都在枢纽的右边。然后，算法递归地对左子数组和右子数组进行相同操作，直到整个数组都被排序。

Java 代码实现```java
public class QuickSort {
public static void sort(int[] arr, int low, int high) {
if (low < high) {
int partitionIndex = partition(arr, low, high);
sort(arr, low, partitionIndex - 1);
sort(arr, partitionIndex + 1, high);
}
}
private static int partition(int[] arr, int low, int high) {
int pivot = arr[high];
int i = (low - 1);
for (int j = low; j < high; j++) {
if (arr[j] < pivot) {
i++;
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
int temp = arr[i + 1];
arr[i + 1] = arr[high];
arr[high] = temp;
return i + 1;
}
}
```

算法时间复杂度

快速排序的平均时间复杂度为 O(n log n)，但其最坏情况时间复杂度为 O(n^2)。这发生在数组元素已经排序或逆序的情况下。

空间复杂度

快速排序的空间复杂度为 O(log n)，因为它使用递归调用栈来存储子问题。

优势* 高效，平均时间复杂度为 O(n log n)
* 简单且易于实现
* 适用于大量数据

劣势* 最坏情况时间复杂度为 O(n^2)
* 对已排序或逆序的数据效率低下
* 需要额外的空间用于递归调用栈

快速排序是一种非常高效的排序算法，非常适合大多数情况。它易于实现，并且在平均情况下具有出色的性能。但是，它在最坏情况下可能会变慢，因此对于已经排序或逆序的数据，建议使用其他排序算法，例如归并排序或堆排序。

2024-12-08

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