十大排序算法之快速排序

2017-03-25

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(1)算法简介

快速排序的基本思想：通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

(2)算法描述和实现

快速排序使用分治法来把一个串（list）分为两个子串（sub-lists）。具体算法描述如下：

<1>.从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
<2>.重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
<3>.递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序

JavaScript代码实现：

/*方法说明：快速排序
@param  array 待排序数组*/
//方法一
function quickSort(array, left, right) {
    console.time('1.快速排序耗时');
    if (Object.prototype.toString.call(array).slice(8, -1) === 'Array' && typeof left === 'number' && typeof right === 'number') {
        if (left < right) {
            var x = array[right], i = left - 1, temp;
            for (var j = left; j <= right; j++) {
                if (array[j] <= x) {
                    i++;
                    temp = array[i];
                    array[i] = array[j];
                    array[j] = temp;
                }
            }
            quickSort(array, left, i - 1);
            quickSort(array, i + 1, right);
        }
        console.timeEnd('1.快速排序耗时');
        return array;
    } else {
        return 'array is not an Array or left or right is not a number!';
    }
}
//方法二
var quickSort2 = function(arr) {
    console.time('2.快速排序耗时');
　　if (arr.length <= 1) { return arr; }
　　var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2);
　　var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];
　　var left = [];
　　var right = [];
　　for (var i = 0; i < arr.length; i++){
　　　　if (arr[i] < pivot) {
　　　　　　left.push(arr[i]);
　　　　} else {
　　　　　　right.push(arr[i]);
　　　　}
　　}
console.timeEnd('2.快速排序耗时');
　　return quickSort2(left).concat([pivot], quickSort2(right));
};
var arr=[3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48];
console.log(quickSort(arr,0,arr.length-1));//[2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]
console.log(quickSort2(arr));//[2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]

PHP代码实现：

$arr=array(6,3,8,6,4,2,9,5,1);
   //函数实现快速排序
   function quick_sort($arr)
   {
       //判断参数是否是一个数组
       if(!is_array($arr)) return false;
       //递归出口:数组长度为1，直接返回数组
       $length=count($arr);
       if($length<=1) return $arr;
       //数组元素有多个,则定义两个空数组
       $left=$right=array();
       //使用for循环进行遍历，把第一个元素当做比较的对象
       for($i=1;$i<$length;$i++)
       {
           //判断当前元素的大小
           if($arr[$i]<$arr[0]){
               $left[]=$arr[$i];
           }else{
               $right[]=$arr[$i];
           }
       }
       //递归调用
       $left=quick_sort($left);
       $right=quick_sort($right);
       //将所有的结果合并
       return array_merge($left,array($arr[0]),$right);
  }

(3)算法分析

最佳情况：T(n) = O(nlogn)
最差情况：T(n) = O(n2)
平均情况：T(n) = O(nlogn)