三路快排 3-way
算法思想
参考 快速排序
- 洗牌, 把数组随机打乱,保证算法的性能不依赖于输入
-
三路划分,每次划分将数组分为三个部分 <key, =key 和>key
- 对小于(lo~lt - 1)和大于部分(gt + 1 ~ hi)进行递归排序
Java实现
import java.util.Arrays;
import java.util.Collections;
import java.util.List;
public class ThreeWayQuicKSort {
public static void sort(Comparable[] a) {
// 打乱数组
List<Comparable> list = Arrays.asList(a);
Collections.shuffle(list);
// 三路快排
sort((Comparable[]) list.toArray(), 0, a.length - 1);
}
private static void sort(Comparable[] a, int lo, int hi) {
if (hi < lo) {
return;
}
// lt 是<key部分的上界, gt是>key部分的下界
// lt,gt 作为子数组不能到达的界
int lt = lo, gt = hi;
int i = lo;
Comparable val = a[lo];
while (i <= gt) {
int cmp = val.compareTo(a[i]);
if (cmp > 0) { // a[i] < val, a[i]应该到<key的部分
exch(a, i++, lt++);
} else if (cmp < 0) { // a[i] > val, a[i]应该到>key的部分
exch(a, i, gt--);
} else { // a[i] = val 留在中间的部分
i++;
}
}
// 对小于部分和大于部分进行排序
sort(a, lo, lt - 1);
sort(a, gt + 1, hi);
}
/*交换*/
private static void exch(Comparable[] a, int i, int j) {
Comparable tmp = a[i];
a[i] = a[j];
a[j] = tmp;
}
/*测试*/
public static void main(String[] args) {
Integer[] a = new Integer[]{2, 4, 5, 2, 3, 8, 9, 87, 22, 45, 10, 1, 6, 99};
Integer[] b = a.clone();
System.out.println(Arrays.toString(a));
ThreeWayQuicKSort.sort(a, 0, a.length - 1);
Arrays.sort(b);
System.out.println(Arrays.toString(a));
System.out.println(Arrays.toString(b));
System.out.println("end");
}
}
算法分析
时间复杂度: 没有重复元素时O(nlgn), 大量重复元素(不同元素的个数为常数级别): O(n)