Java クイックソートのヒントと注意事項

Java クイック ソートをマスターするための重要なヒントと注意事項

クイック ソート (クイック ソート) は、一般的に使用される並べ替えアルゴリズムです。その中心的な考え方は、ベンチマーク要素を選択することです。ソート対象のシーケンスを 2 つの独立した部分に分割し、一方の部分にはすべての要素が参照要素よりも小さく、もう一方の部分にはすべての要素が参照要素より大きく、その後 2 つの部分を再帰的にソートして、最終的に順序付けられたシーケンスを取得します。

クイックソートの計算量は平均的には O(nlogn) ですが、最悪の場合は O(n^2) に縮退するため、実際に使用する場合はいくつかのキーを習得する必要があります。クイックソートをより効率的にするための考慮事項。

1. 適切な参照要素を選択してください:
   クイック ソートの効率は、参照要素の選択によって影響されます。通常、ソートするシーケンスの最初の要素を参照要素として選択できますが、ソートするシーケンスがすでに順序付けに近い場合、この選択方法は O(n^2 まで縮退するという最悪のシナリオを引き起こす可能性があります) ）。この状況を回避するには、参照要素をランダムに選択するか、並べ替えるシーケンス内の中央の要素を参照要素として選択します。
2. サブシーケンスの分割:
   クイック ソートの分割プロセス中に、ソート対象のシーケンスを 2 つのサブシーケンスに分割する必要があります。ダブルポインタを使用すると、並べ替える配列の両端からポインタを中央に向かって移動し、ベース要素より小さい要素とベース要素より大きい要素の位置を入れ替えることができます。最後に、ベース要素を合わせ位置に挿入して分割が完了します。
3. 再帰呼び出し:
   除算が完了すると、2 つの新しいサブシーケンスが得られます。この時点で、最終的な順序付けされたシーケンスを取得するには、2 つのサブシーケンスに対してクイック ソートを再帰的に呼び出す必要があります。再帰呼び出しの終了条件は、サブシーケンスの長さが 1 以下であることです。

以下は、クイック ソートの実装方法を示すサンプル コードです:

public class QuickSort {
    public static void quickSort(int[] arr, int low, int high) {
        if (low < high) {
            int pivot = partition(arr, low, high);
            quickSort(arr, low, pivot - 1);
            quickSort(arr, pivot + 1, high);
        }
    }

    public static int partition(int[] arr, int low, int high) {
        int pivot = arr[low];
        while (low < high) {
            while (low < high && arr[high] >= pivot) {
                high--;
            }
            arr[low] = arr[high];
            while (low < high && arr[low] <= pivot) {
                low++;
            }
            arr[high] = arr[low];
        }
        arr[low] = pivot;
        return low;
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 3, 2, 1, 4};
        quickSort(arr, 0, arr.length - 1);
        for (int num : arr) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }
}

上記のコードでは、クイック ソートを完了する quickSort メソッドを定義します。選別。メソッド内では、まず、並べ替えるシーケンスの最初の要素を基本要素として選択し、partition メソッドを呼び出してそれを分割します。 partition メソッドはダブル ポインタを使用し、シーケンスの両端から開始して、ポインタが出会うまで中央に向かって移動し、ベース要素より小さい要素とベース要素より大きい要素の位置を交換します。最後に、ベース要素が交わる場所に挿入します。

main メソッドでは、クイック ソート アルゴリズムをテストしました。出力結果は 1 2 3 4 5 で、並べ替えが正しいことを示します。

上記の重要なスキルと注意事項を習得することで、クイック ソート アルゴリズムをよりよく理解し、適用できるようになり、ソートの効率と精度が向上します。同時に、実際の開発では、最悪のシナリオを回避するために 3 つの数値法を使用してベンチマーク要素を選択するなど、アルゴリズムをさらに最適化できます。つまり、クイック ソートは非常に実用的で効率的なソート アルゴリズムであり、マスターして徹底的に研究する価値があります。

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