排序笔记_6（三向切分的快速排序）

package com.chapter_two;

import java.util.Random;

/***
* 三向切分的快速排序
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* @author LuodiJack
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*         思想：
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*         他从从左到右遍历数组一次，维护一个指针 lt 使得 a[low .. lt-1]中的元素都小于 v,
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*         一个指针 gt 使得 a[gt+1 .. high]中的元素都大于 v ，
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*         一个指针 i 使得a[lt .. i-1] 中的元素都等于 v, a[i .. high]中的元素都还未确定，
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*         一开始 i 和 low 都相等， 我们使用 Comparable接口对a[i]进行三向比较来直接处理以下情况：
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*         ① a[i] 小于 v, 将a[lt]和a[i]交换， 将 lt 和 i 加一；
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*         ② a[i] 大于 v, 将a[gt]和a[i]交换，将 gt 减一；
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*         ③ a[i] 等于 v, 将 i 加一；
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*         这些操作都会保证数组元素不变且缩小 gt-i 的值（这样循环才会结束）。
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*         另外，除非和切分元素相等，其他元素都会被交换。
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*         能将和切分元素相等的元素归位，这样就它们就uhUI被包含在递归调用处理的子数组中，
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*         对于存在大量重复元素的数组，这种方法比标准排序的效率高的多。
*/

public class Quick3Way {
@SuppressWarnings("rawtypes")
private static void shuffle(Comparable[] a) {// 将数组a的元素重新打乱顺序
for (int i = 0; i < a.length; i++) {
int index = new Random().nextInt(a.length);
Comparable tmp = a[index];
a[index] = a[i];
a[i] = tmp;
}
}

@SuppressWarnings("rawtypes")
public static void sort(Comparable[] a) {
shuffle(a);// 消除对输入的依赖 P186 比如说第一、二次或者每一次都从最小的元素切分，
// 则每次只会移除一个元素，效率很低。
sort(a, 0, a.length - 1);
}

@SuppressWarnings({ "rawtypes", "unchecked" })
private static void sort(Comparable[] a, int low, int high) {
if (high <= low) {
return;
}
int lt = low;
int gt = high;
int i = low + 1;
Comparable v = a[low];
while (i <= gt) {
int cmp = a[i].compareTo(v);
if (cmp < 0) {
Template.exch(a, i++, lt++);
} else if (cmp > 0) {
Template.exch(a, i, gt--);
} else {
i++;
}
}
sort(a, low, lt - 1);
sort(a, gt + 1, high);
}
}