quickSort.java

package algorithmbasic.class6;

import java.util.Arrays;

// 快排3.0 递归版本
public class quickSort {
    public static void quickSort(int[] arr) {
        if (arr == null || arr.length < 2) {
            return;
        }
        process(arr, 0, arr.length - 1);
    }

    // 递归函数：将arr[L , R]范围排有序
    public static void process(int[] arr, int L, int R) {
        // L > R的考究：当只有右组没有左组的时候，此时进行左组的递归就会出现L > R的情况，但此时根本不需要排序，所以直接返回就好
        // 当只有左组没有右组的时候，此时进行右组的递归就会出现L > R的情况，但此时根本不需要排序，所以直接返回就好
        if (L >= R) {
            return;
        }
        swap(arr, L + (int) (Math.random() * (R - L + 1)), R);
        int[] equalArea = netherlandsFlag(arr, L, R);
        process(arr, L, equalArea[0] - 1);
        process(arr, equalArea[1] + 1, R);
    }


    // arr[L...R] 玩荷兰国旗问题的划分，以arr[R]做划分值
    // <arr[R] ==arr[R] > arr[R]
    public static int[] netherlandsFlag(int[] arr, int L, int R) {
        if (L > R) {
            return new int[]{Integer.MIN_VALUE, Integer.MIN_VALUE};
        }
        if (L == R) {
            return new int[]{L, R};
        }
        int less = L - 1;
        int more = R;
        int index = L;
        while (index < more) {
            if (arr[index] < arr[R]) {
                //swap(arr, index, less + 1);
                //less++;
                //index++;
                swap(arr, index++, ++less);
            } else if (arr[index] > arr[R]) {
                swap(arr, index, --more);
            } else {
                index++;
            }
        }
        swap(arr, R, more);
        return new int[]{less + 1, more};
    }

    public static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }



    //---
    // 生成随机数组（用于测试）
    public static int[] generateRandomArray(int maxSize, int maxValue) {
        int[] arr = new int[(int) ((maxSize + 1) * Math.random())];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            arr[i] = (int) ((maxValue + 1) * Math.random()) - (int) (maxValue * Math.random());
        }
        return arr;
    }

    // 拷贝数组（用于测试）
    public static int[] copyArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return null;
        }
        int[] res = new int[arr.length];
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            res[i] = arr[i];
        }
        return res;
    }

    // 对比两个数组（用于测试）
    public static boolean isEqual(int[] arr1, int[] arr2) {
        if ((arr1 == null && arr2 != null) || (arr1 != null && arr2 == null)) {
            return false;
        }
        if (arr1 == null && arr2 == null) {
            return true;
        }
        if (arr1.length != arr2.length) {
            return false;
        }
        for (int i = 0; i < arr1.length; i++) {
            if (arr1[i] != arr2[i]) {
                return false;
            }
        }
        return true;
    }

    // 打印数组（用于测试）
    public static void printArray(int[] arr) {
        if (arr == null) {
            return;
        }
        for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
            System.out.print(arr[i] + " ");
        }
        System.out.println();
    }

    // 跑大样本随机测试（对数器）
    public static void main(String[] args) {
        int testTime = 500000;
        int maxSize = 100;
        int maxValue = 100;
        boolean succeed = true;
        System.out.println("test begin");
        for (int i = 0; i < testTime; i++) {
            int[] arr1 = generateRandomArray(maxSize, maxValue);
            int[] arr2 = copyArray(arr1);
            int[] arr3 = copyArray(arr1);
            quickSort(arr1);

            quickSort2.quick(arr2);
            //quickSort3(arr3);
            if (!isEqual(arr1, arr2)) {
                succeed = false;
                break;
            }
        }
        System.out.println("test end");
        System.out.println("测试" + testTime + "组是否全部通过：" + (succeed ? "是" : "否"));
    }
}