三路排序算法（Java 实例代码）

痛定思痛。 2023-10-14 14:58 14阅读 0赞

**目录**

三路排序算法

一、概念及其介绍

二、适用说明

四、Java 实例代码

QuickSort3Ways.java 文件代码：

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## 三路排序算法 ##

#### 一、概念及其介绍 ####

三路快速排序是双路快速排序的进一步改进版本，三路排序算法把排序的数据分为三部分，分别为小于 v，等于 v，大于 v，v 为标定值，这样三部分的数据中，等于 v 的数据在下次递归中不再需要排序，小于 v 和大于 v 的数据也不会出现某一个特别多的情况），通过此方式三路快速排序算法的性能更优。

#### 二、适用说明 ####

时间和空间复杂度同随机化快速排序。

三路快速排序算法是使用三路划分策略对数组进行划分，对处理大量重复元素的数组非常有效提高快速排序的过程。它添加处理等于划分元素值的逻辑，将所有等于划分元素的值集中在一起。

三、过程图示

![ca9adeeb4b3e57b29718d0920733923e.png][]

我们分三种情况进行讨论 partiton 过程，i 表示遍历的当前索引位置：

（1）当前处理的元素 e=V，元素 e 直接纳入蓝色区间，同时i向后移一位。

![fe2dc9043e1071292f5cc4c65e2ab37d.png][]

（2）当前处理元素 e<v，e 和等于 V 区间的第一个位置数值进行交换，同时索引 lt 和 i 都向后移动一位

![72f7d5f3d2bf3f55b69a18fbe4b6d7be.png][]

（3）当前处理元素 e>v，e 和 gt-1 索引位置的数值进行交换，同时 gt 索引向前移动一位。

![79ee7e8a93816262ff50120cb010abdb.png][]

最后当 i=gt 时，结束遍历，同时需要把 v 和索引 lt 指向的数值进行交换，这样这个排序过程就完成了，然后对 <V 和 >V 的数组部分用同样的方法再进行递归排序。

#### 四、Java 实例代码 ####

**源码包下载：**[Download![icon-default.png_t_N6B9][]https://www.runoob.com/wp-content/uploads/2020/09/runoob-algorithm-QuickSort3Ways.zip][Download_icon-default.png_t_N6B9_https_www.runoob.com_wp-content_uploads_2020_09_runoob-algorithm-QuickSort3Ways.zip]

### QuickSort3Ways.java 文件代码： ###

package runoob;  
  
/\*\*  
\* 三路快速排序  
\*/  
public class QuickSort3Ways \{  
//核心代码---开始  
// 递归使用快速排序,对arr\[l...r\]的范围进行排序  
private static void sort(Comparable\[\] arr, int l, int r)\{  
if (l >= r) \{  
return;  
\}  
// 随机在arr\[l...r\]的范围中, 选择一个数值作为标定点pivot  
swap( arr, l, (int)(Math.random()\*(r-l+1)) + l );  
Comparable v = arr\[l\];  
int lt = l; // arr\[l+1...lt\] < v  
int gt = r + 1; // arr\[gt...r\] > v  
int i = l+1; // arr\[lt+1...i) == v  
while( i < gt )\{  
if( arr\[i\].compareTo(v) < 0 )\{  
swap( arr, i, lt+1);  
i ++;  
lt ++;  
\}  
else if( arr\[i\].compareTo(v) > 0 )\{  
swap( arr, i, gt-1);  
gt --;  
\}  
else\{ // arr\[i\] == v  
i ++;  
\}  
\}  
swap( arr, l, lt );  
sort(arr, l, lt-1);  
sort(arr, gt, r);  
\}  
//核心代码---结束  
  
public static void sort(Comparable\[\] arr)\{  
  
int n = arr.length;  
sort(arr, 0, n-1);  
\}  
  
private static void swap(Object\[\] arr, int i, int j) \{  
Object t = arr\[i\];  
arr\[i\] = arr\[j\];  
arr\[j\] = t;  
\}  
  
// 测试 QuickSort3Ways  
public static void main(String\[\] args) \{  
  
// 三路快速排序算法也是一个O(nlogn)复杂度的算法  
// 可以在1秒之内轻松处理100万数量级的数据  
int N = 1000000;  
Integer\[\] arr = SortTestHelper.generateRandomArray(N, 0, 100000);  
sort(arr);  
SortTestHelper.printArray(arr);  
\}  
\}

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[Download_icon-default.png_t_N6B9_https_www.runoob.com_wp-content_uploads_2020_09_runoob-algorithm-QuickSort3Ways.zip]: https://www.runoob.com/wp-content/uploads/2020/09/runoob-algorithm-QuickSort3Ways.zip