快速排序的性能高度依赖于你选择的基准值。假设你总是将第一个元素用作基准值,且要处理的数组是有序的。由于快速排序算法不检查输入数组是否有序,因此它依然尝试对其进行排序。

注意, 数组并没有被分成两半,相反,其中一个子数组始终为空,这导致调用栈非常长。现在假设你总是将中间的元素用作基准值,在这种情况下,调用栈如下。

调用栈短得多!因为你每次都将数组分成两半,所以不需要那么多递归调用。你很快就到达了基线条件,因此调用栈短得多。

第一个示例展示的是最糟情况,而第二个示例展示的是最佳情况。在最糟情况下,栈长为O(n),而在最佳情况下,栈长为O(log n)。

现在来看看栈的第一层。你将一个元素用作基准值,并将其他的元素划分到两个子数组中。

这涉及数组中的全部8个元素,因此该操作的时间为O(n)。在调用栈的第一层,涉及全部8个元素,但实际上,在调用栈的每层都涉及O(n)个元素。

即便以不同的方式划分数组,每次也将涉及O(n)个元素。

因此,完成每层所需的时间都为O(n)。

在这个示例中,层数为O(log n)(用技术术语说,调用栈的高度为O(log n)),而每层需要的时间为O(n)。因此整个算法需要的时间为O(n) * O(log n) = O(n log n)。这就是最佳情况。

在最糟情况下,有O(n)层,因此该算法的运行时间为O(n) * O(n) = O(n2)。

知道吗?这里要告诉你的是,最佳情况也是平均情况。只要你每次都随机地选择一个数组元素作为基准值,快速排序的平均运行时间就将为O(n log n)。快速排序是最快的排序算法之一,也是D&C典范。

results matching ""

    No results matching ""