头歌 Java 数据结构之排序

### Java 数据结构排序算法实现教程

#### 快速排序的介绍与实现

快速排序是一种高效的排序算法，尤其适用于C++或Java中的基本类型排序。这种算法具有O(N log N)的时间复杂度，并因其高度优化的内部循环而表现出色[^1]。

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

    private static int partition(int[] array, int low, int high) {
        int pivot = array[high];
        int i = (low - 1);

        for (int j = low; j < high; j++) {
            if (array[j] <= pivot) {
                i++;
                
                int temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
            }
        }

        int temp = array[i + 1];
        array[i + 1] = array[high];
        array[high] = temp;

        return i + 1;
    }
}

这段代码展示了如何在Java中实现快速排序。`quickSort`函数接收待排序数组以及两个索引作为参数来定义子数组范围；它会递归调用自己直到完成整个列表的排序工作。辅助函数`partition`负责重新排列元素使得左侧均小于等于选定枢纽值右侧则大于该值[^3]。

#### 插入排序简介及其应用场合

对于较小规模的数据集或是几乎已经排好序的情况下，插入排序可能是一个更好的选择。尽管其最坏情况下的性能不如快速排序那样优秀——即O(n²)，但在某些特定场景下仍能提供不错的效率[^2]。

private static void insertSort(int[] array, int left, int right) {
    for (int i = left + 1; i <= right; i++) {
        int tmp = array[i];
        int j = i - 1;
        
        while(j >= left && array[j] > tmp){
            array[j + 1] = array[j];
            j--;
        }
        array[j + 1] = tmp;
    }
}

上述实现了插入排序的方法可以直接嵌入到更复杂的排序逻辑当中去处理局部区域内的顺序调整问题。

#### 归并排序的概念和实践意义

归并排序也是一种重要的分治策略的应用实例之一。不同于前两者的是，这种方法并不依赖于交换相邻项的位置来进行比较操作而是将原始序列拆分成多个独立的小片段再逐步合并它们形成最终有序的结果。这种方式能够保证稳定性和线性对数级别的渐近时间复杂度O(nlogn)。

虽然这里没有给出具体的Java代码示例，但是理解这些不同种类排序背后的思想有助于开发者根据不同需求挑选最适合的技术方案。