数据结构与算法分析（Java语言描述）（8）—— （随机）快速排序

伪代码

for each (unsorted) partition
randomly select pivot, swap with first element
  storeIndex = pivotIndex + 1
  for i = pivotIndex + 1 to rightmostIndex
    if element[i] < element[pivot]
      swap(i, storeIndex); storeIndex++
  swap(pivot, storeIndex - 1)

QucikSortRandom.java

package com.algorithm.sort;

public class QuickSortRandom {
    private QuickSortRandom() {
    }

    // 对arr[l...r]部分进行partition操作
    // 返回p, 使得arr[l...p-1] < arr[p] ; arr[p+1...r] > arr[p]
    private static int partition(Integer[] arr, int l, int r) {

        // 随机在arr[l...r]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot
        SortTestHelper.swap(arr, l, (int) (Math.random() * (r - l + 1)) + l);

        Integer v = arr[l];

        // arr[l+1...j] < v ; arr[j+1...i) > v
        int j = l;

        for (int i = l + 1; i <= r; i++)
            if (arr[i].compareTo(v) < 0) {
                j++;
                SortTestHelper.swap(arr, j, i);
            }

        SortTestHelper.swap(arr, l, j);

        return j;
    }

    // 递归使用快速排序,对arr[l...r]的范围进行排序
    private static void sort(Integer[] arr, int l, int r) {

        // 对于小规模数组, 使用插入排序
        if (r - l <= 15) {
            InsertionSort.sort(arr, l, r);
            return;
        }

        int p = partition(arr, l, r);
        sort(arr, l, p - 1);
        sort(arr, p + 1, r);
    }

    public static void sort(Integer[] arr) {
        int n = arr.length;
        sort(arr, 0, n - 1);
    }

    public static void main(String[] args) {
        int N = 8;
        Integer[] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100);

        System.out.println("排序前的数组为：");
        SortTestHelper.printArray(arr);
        Long start = System.currentTimeMillis();
        QuickSortRandom.sort(arr);
        Long end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("-------------------------------------------");

        System.out.println("排序后的数组为：");
        SortTestHelper.printArray(arr);
        System.out.println("-------------------------------------------");

        System.out.println("排序后的数组是否有序：");
        if (SortTestHelper.isSorted(arr)) {
            System.out.println("数组有序~");
        } else {
            System.out.println("数组无序！");
        }
        System.out.println("-------------------------------------------");

        System.out.println("排序算法的运行时间为" + " : " + (end - start) + "ms");

    }


}