快速排序原理简介
快速排序是我们之前学习的冒泡排序的升级，他们都属于交换类排序，都是采用不断的比较和移动来实现排序的。快速排序是一种非常高效的排序算法，它的实现，增大了记录的比较和移动的距离，将关键字较大的记录从前面直接移动到后面，关键字较小的记录从后面直接移动到前面，从而减少了总的比较次数和移动次数。同时采用“分而治之”的思想，把大的拆分为小的，小的拆分为更小的，其原理如下：对于给定的一组记录，选择一个基准元素,通常选择第一个元素或者最后一个元素,通过一趟扫描，将待排序列分成两部分,一部分比基准元素小,一部分大于等于基准元素,此时基准元素在其排好序后的正确位置,然后再用同样的方法递归地排序划分的两部分，直到序列中的所有记录均有序为止。
一，最小的k个数
输入n个数，找出其中最小的k个数，例如输入4,5,1,6,2,7,3,8,个数字，则最小的数字是1,2,3,4
基于O(n)的算法，可以用基于Partion函数解决这个问题，如果基于数组的第k个数字来调整，使得比第k个数字小的所有数字都位于数组的左边，比第k个数组大的所有数字都位于数组的右边，这样调整之后数组左边的k个数字就是最小的k个数字，不一定有序
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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的右边 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分区函数，返回数组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，数组中出现次数超过一半的数字
数组中有一个数字出现次数超过数组长度的一半，请找出这个数字。例如1,2，3,2,2,2,5,4,2，数字2在数组中出现了5次，超过数组长度的一半，输出2
受快速排序的启发，在快速排序中，现在数组中选择一个数字，然后调整数组中的数字的顺序，使得比选中数字小的数字都排在它的左边，比选中数字大的数字都排在它的右边。
如果选中的数字的下标刚好是n/2，那么这个数字就是数组中的中位数
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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; //长度的一半 int start=0; int end=uiInputNum-1; int index=partition(pInputArray,start,end); while(index!=middle){ //如果不等于长度的一半说明就没有找到这个中位数 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，找出数组中第k个最小的数
例如给定数组1,5,2,6,8,0,6中，第4小的数字是5
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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]; //返回的这个位置的数值 } 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; }} |
总结
以上就是本文关于Java编程基于快速排序的三个算法题实例代码的全部内容，希望对大家有所帮助。感兴趣的朋友可以继续参阅本站其他相关专题，如有不足之处，欢迎留言指出。感谢朋友们对本站的支持！
原文链接：http://blog.csdn.net/tuke_tuke/article/details/51476630
