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快速排序与优化

发布日期:2021-09-10 09:00:01

前不久,我在牛科看到了这样一个笑话。面试官让他写一篇简短的文章。结果,他写了一个冒泡排序。虽然他不是计算机专业的学生,但他总是说他没有写错。我不知道为什么面试官通过了。其实,排序算法一共有十种,最快最稳定的就是快速排序,简称快速排序。

快速排序是应用最广泛的排序算法之一。其基本思想是分而治之。快速排序算法的基本思想很简单,核心是一句话:找到基准点的位置。

其实,具体的过程和把大象放进冰箱的问题是一样的。可分为三个步骤:

首先,选择一个值作为参考值。」

“第二步是找到参考值的位置,把小于参考值的元素放在参考值前面,大于参考值的元素放在参考值后面。」

“第三步是递归地在参考值的左侧和右侧执行此过程。」

以arr=[8,1,4,6,2,3,5,7]为例,选择一个支点,index=(L+R)/2=(0+7)/2=3,pivot=arr[index]=arr[3]=6。接下来,将arr中的小于6移动到左侧,将大于6移动到右侧。最后,在基准值的左侧和右侧递归执行此过程。

基准值选取的一种优化策略是“三点定心法”。」

三点中间法是取每轮排序区间的头、尾、中间元素三个值,排序后的中间值作为本轮的基准值。调整要选择的三个值的位置。

让我们以上图为例。假设此轮的三个值分别为2、9和7,中间值为7。因此,本轮基准值为7。

快速调度优化:“分区更快”。快速排序的方法是从左到右依次与pivot进行比较和交换,效率不高。

不过,直观地说,只要把前3个和后1个互换,就可以达到三个互换的效果。因此,更好的划分方法是从两边到中间,而不是从左到右。当然,前提是选择数组的中值作为基准值。

快速排序的名字简单而粗糙,因为你一听到这个名字,你就知道它存在的意义,这是快速而有效的!它是大数据最快的排序算法之一,Python内置的排序算法是quicksort。

尽管worstcase的时间复杂度是O(N2),例如序列的快速排列。但它是极好的。在大多数情况下,它的性能优于平均时间复杂度为O(nlogn)的排序算法,并且比稳定时间复杂度为O(nlogn)的合并排序算法小得多。因此,对于大多数弱序随机序列,快速排序总是优于合并排序。

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