快速排序

时间复杂度分析

最好的情况

注意:划分的时候我们忽略了-1操作,本来应该划分为n/2,n/2-1,我们简化成n/2,n/2,并且我们假定n/2都是整数
令数组A[n],最好的情况是,每一轮都可以做到等分数组,左边A[n/2],右边A[n/2],以此类推......


令层数为k,有1*2k-1 = n,则k = \log_{2}{n},每层的和都是n,所以遍历的总次数为n\log_{2}{n}

平均情况

快速排序的平均请接近于最好情况,而不是最坏情况
例如,加入划分算法总是按照9:1的情况划分,此时,我们得到的快速排序的时间复杂度的递归公式为
T(n) = T(9n/10)+T(n/10)+cn
图示如下


从图示我们看到时间复杂度应该为cn*\log_{10/9}{n}
对对数进行换底,底数变为2,并且省去常数项变为n\log_{2}{n}
令c1,c2为常数,由换底公式可以推导出\log_{c1}{n},\log_{c2}{n}属于同一时间复杂度,所以只要划分是按照常数比例的,那么快排的时间复杂度都为n\log_{2}{n}

最坏的情况

快速排序退化成冒泡排序,时间复杂度为n^2

code

- (void)quickSortArr:(NSMutableArray *)array withLeftIndex:(NSInteger )leftIndex andRightIndex:(NSInteger )rightIndex{
    if (leftIndex > rightIndex) {
        return;
    }
    
    NSInteger i = leftIndex;
    NSInteger j = rightIndex;
    NSInteger key = [array[i]integerValue];
    
    while (i < j) {
        while (i < j && key <= [array[j] integerValue]) {
            j --;
        }
        array[i] = array[j];
        
        while (i < j && key >= [array[i] integerValue]) {
            i ++;
        }
        array[j] = array[i];
    }
    array[i] = @(key);
    
    //前面排序
    [self quickSortArr:array withLeftIndex:leftIndex andRightIndex:i -1];
    //后面排序
    [self quickSortArr:array withLeftIndex:i + 1 andRightIndex:rightIndex];
    
}
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