阅读量:0
在Java中,实现快速排序算法的一个常见方法是递归。为了优化这段代码,我们可以使用以下策略:
- 选择更好的基准值(pivot):使用三数取中法或者随机选择基准值,这样可以减少不平衡分区的可能性,从而提高算法的性能。
- 尾递归优化:在递归调用时,先处理较小的分区,这样可以减少递归栈的深度,从而减少内存消耗。
- 当分区大小小于某个阈值时,使用简单的排序算法(如插入排序)处理分区,这样可以提高小规模数据集的处理速度。
下面是一个优化后的Java快速排序实现:
public class QuickSort { private static final int INSERTION_SORT_THRESHOLD = 47; public static void quickSort(int[] arr) { if (arr == null || arr.length <= 1) { return; } quickSort(arr, 0, arr.length - 1); } private static void quickSort(int[] arr, int low, int high) { while (low< high) { if (high - low + 1 <= INSERTION_SORT_THRESHOLD) { insertionSort(arr, low, high); break; } int pivotIndex = partition(arr, low, high); if (pivotIndex - low< high - pivotIndex) { quickSort(arr, low, pivotIndex - 1); low = pivotIndex + 1; } else { quickSort(arr, pivotIndex + 1, high); high = pivotIndex - 1; } } } private static int partition(int[] arr, int low, int high) { int mid = low + (high - low) / 2; int pivot = medianOfThree(arr, low, mid, high); swap(arr, pivot, high); int i = low - 1; for (int j = low; j< high; j++) { if (arr[j] <= arr[high]) { i++; swap(arr, i, j); } } swap(arr, i + 1, high); return i + 1; } private static int medianOfThree(int[] arr, int low, int mid, int high) { if (arr[low] > arr[mid]) { swap(arr, low, mid); } if (arr[low] > arr[high]) { swap(arr, low, high); } if (arr[mid] > arr[high]) { swap(arr, mid, high); } return mid; } private static void insertionSort(int[] arr, int low, int high) { for (int i = low + 1; i <= high; i++) { int key = arr[i]; int j = i - 1; while (j >= low && arr[j] > key) { arr[j + 1] = arr[j]; j--; } arr[j + 1] = key; } } private static void swap(int[] arr, int i, int j) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } }
这个实现首先定义了一个阈值INSERTION_SORT_THRESHOLD
,当分区大小小于这个阈值时,使用插入排序处理分区。在partition
方法中,我们使用了三数取中法来选择基准值。在递归调用时,我们先处理较小的分区,以减少递归栈的深度。