java - 如何获得快速排序的分区以产生正确和预期的输出？

Question

这涉及来自 https://stackoverflow.com/help/on-topic 的“软件算法” , 在这种情况下是快速排序算法

这是https://www.hackerrank.com/challenges/quicksort1的一道练习题(非竞赛题)

基本上你应该接受一个列表，比如说

4 5 3 7 2

并围绕第一个元素进行分区，在本例中为 4。预期输出为

3 2 4 5 7

但是我得到的输出是

2 3 4 7 5 

这是我进行分区的代码(基于 https://courses.cs.washington.edu/courses/cse373/13wi/lectures/02-27/20-sorting3-merge-quick.pdf 幻灯片 16 中的学习友好版本)

static void partition(int[] ar) {
       int toPartitionAround = ar[0];
       swap(ar, 0, ar.length - 1);
       int index = partition(ar, 0, ar.length - 2, toPartitionAround);
       swap(ar, index, ar.length - 1);
       printArray(ar);
   }   
   static int partition(int[] ar, int left, int right, int toAround) {
       while(left <= right) {
           while(ar[left] < toAround) {
               left ++;
           }
           while(ar[right] > toAround) {
               right --;
           }
           if(left <= right) {
               swap(ar, left, right);
               left ++;
               right --;
           }
       }
       return left;
   } 

   static void swap(int[] arrayNums, int index1, int index2) {
       int temp = arrayNums[index1];
       arrayNums[index1] = arrayNums[index2];
       arrayNums[index2] = temp;
   }

我是否可以对此进行修改以匹配预期的输出？从技术上讲，我是否仍然获得可能的正确输出，因为我的输出确实遵循枢轴左侧的属性元素小于枢轴，而枢轴右侧的元素大于枢轴？

我所做的是分配主元，将其移动到数组的后面，然后围绕主元划分数组的其余部分(从索引 0 到长度 - 2)。使用此输入，在遍历数组(3 和 5)时发生一次交换。然后，当我从分区结果中获取索引时，我将主元与该结果交换，这意味着我交换了 4 和 5。

我是否遵循类似的过程来获得预期的输出？我看不出要替换什么。

Answer 1

阅读@greybeard 和@Smac89 的评论后，我意识到我需要一种稳定形式的快速排序，稳定如“保留输入集的原始顺序，其中比较算法不区分两个或多个项目”(https://softwareengineering.stackexchange.com/questions/247440/what-does-it-mean-for-a-sorting-algorithm-to-be-stable )

对我来说，稳定排序对于这次运行并没有真正意义，因为比较算法确实区分了 3 和 2，但是哦，好吧。有人可以澄清一下吗？

我想出的维护相对的解决方案是创建两个 ArrayList，一个用于保存小于或等于主元的值，一个用于保存大于主元的值。这样就保留了相对定位。(2 将在 3 之后，就像在原始列表中一样)。然后，我将两个 ArrayList 中的值连同枢轴一起移回原始枢轴。

如果有人遇到问题，这是我的代码解决方案

 static void partition(int[] ar) {
      List<Integer> smallerValues = new ArrayList<Integer>();
      List<Integer> biggerValues = new ArrayList<Integer>();
      int toPartitionAround = ar[0];
      for(int c=1;c<ar.length;c++) {
          if(ar[c] <= toPartitionAround) {
              smallerValues.add(ar[c]);
          } else {
              biggerValues.add(ar[c]);
          }
      }
      for(int c=0;c<smallerValues.size();c++) {
          ar[c] = smallerValues.get(c);
      }
      ar[smallerValues.size()] = toPartitionAround;
      for(int m=0;m<biggerValues.size();m++) {
          ar[m + smallerValues.size() + 1] = biggerValues.get(m);
      }
      printArray(ar); 
   }