为什么我的快速排序这么慢？

Question

作为面试准备的一部分，我正在练习编写排序算法，我想知道是否有人可以帮助我找出为什么这种快速排序不是很快？它似乎具有正确的运行时复杂性，但它比我的合并排序慢大约 2 的常数因子。我也很感激任何可以改进我的代码但不一定回答问题的评论。

非常感谢您的帮助！如果我犯了任何礼仪错误，请随时告诉我。这是我的第一个问题。

private class QuickSort implements Sort {

        @Override
        public int[] sortItems(int[] ts) {
            List<Integer> toSort = new ArrayList<Integer>();
            for (int i : ts) {
                toSort.add(i);
            }
            toSort = partition(toSort);
            int[] ret = new int[ts.length];
            for (int i = 0; i < toSort.size(); i++) {
                ret[i] = toSort.get(i);
            }
            return ret;
        }

        private List<Integer> partition(List<Integer> toSort) {
            if (toSort.size() <= 1)
                return toSort;
            int pivotIndex = myRandom.nextInt(toSort.size());
            Integer pivot = toSort.get(pivotIndex);
            toSort.remove(pivotIndex);
            List<Integer> left = new ArrayList<Integer>();
            List<Integer> right = new ArrayList<Integer>();
            for (int i : toSort) {
                if (i > pivot)
                    right.add(i);
                else
                    left.add(i);
            }
            left = partition(left);
            right = partition(right);
            left.add(pivot);
            left.addAll(right);
            return left;
        }

}

非常感谢所有提供帮助的人！

这是我为后代改进的课程：

private class QuickSort implements Sort {

        @Override
        public int[] sortItems(int[] ts) {
            int[] ret = ts.clone();
            partition(ret,0,ret.length);
            return ret;
        }

        private void partition(int[] toSort,int start,int end) {
            if(end-start<1) return;
            int pivotIndex = start+myRandom.nextInt(end-start);
            int pivot = toSort[pivotIndex];
            int curSorted = start;
            swap(toSort,pivotIndex,start);
            for(int j = start+1; j < end; j++) {
                if(toSort[j]<pivot) {
                    if(j!=curSorted+1) 
                        swap(toSort,curSorted,curSorted+1);
                    swap(toSort,j,curSorted++);
                }
            }
            // Now pivot is at curSorted
            partition(toSort,start,curSorted);
            partition(toSort,curSorted+1,end);
        }
    }

Answer 1

快速排序的最大优点之一是它可以作为就地算法实现。不要创建新列表，而是就地对元素进行排序。

Answer 2

除了不重复使用列表之外，您还可以在每个步骤中在 Integer 和 int 之间进行转换：

        for (int i : toSort) {  // converts from Integer to int
            if (i > pivot)
                right.add(i);  // converts from int to Integer
            else
                left.add(i);   // converts from int to Integer
        }

请注意，从 int 到 Integer 的转换通常需要创建一个新对象。

最后 random.nextInt() 可能是一个不平凡的操作。如果 toSort 超过一定大小，则最好仅选择随机主元，否则使用更简单的主元选择策略（测量它！）。