java - 我的快速排序算法中的 Stackoverflow 错误

Question

由于在递归期间发生堆栈溢出错误，我已经处理这段代码几天了，但运气不佳。

问题表明我们的基准始终是第 0 个元素，并且通过递归我们可以通过交换或创建新数组并将它们复制到原始数组中来对数组进行排序。我选择创建 2 个数组，因为它对我来说更容易理解，但是一旦我到达递归步骤，我就会收到此错误。

我跟踪了算法并意识到主元元素总是被放置在较低的数组中，这可能是问题所在。

enter code here
public static void main(String[] args) {
    int[] arr = new int[] { 12, 7, 5, 8, 4, 6, 11, 15 };
    quicksort(arr);
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        System.out.print(arr[i] + " ");
    }
    System.out.println();

}



    private static int[] quicksort(int[] arr, int middle) {
    // Base case
    if (arr.length == 1) {
        return arr;
    }
    int[] upper = new int[arr.length];
    int[] lower = new int[arr.length];
    int upperIndex = 0, lowerIndex = 0;

    // Put the elements into their respective pivots
    for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] <= middle) {
            lower[lowerIndex++] = arr[i];
        } else {
            upper[upperIndex++] = arr[i];
        }
    }

    // Recurse, and sort the pivots
    lower = quicksort(lower, lower[0]);
    upper = quicksort(upper, upper[0]);

    // Combine lower, middle, and upper back into one array
    System.arraycopy(lower, 0, arr, 0, lowerIndex);
    arr[lowerIndex + 1] = middle;
    System.arraycopy(upper, 0, arr, lowerIndex + 2, upperIndex);
    return arr;
}

结果应该是一个按升序排序的数组。

Answer 1

正如 Quimby 的回答中提到的，lower 和 upper 都设置为 arr.length 大小。代码需要使用第三个参数表示实际长度，如

quicksort(lower, lower[0], lowerIndex);
quicksort(upper, upper[0], upperIndex);

因为如果数据已经排序，中间将在较低的位置结束，那么在递归的每个级别，所有数据都在较低的位置结束，零元素在较高的位置，导致无限递归，只有被停止堆栈溢出。

由于您使用单独的数组进行快速排序，您可能需要考虑 3 向分区:

    public static void quicksort(int[] arr, int pivot, int size) {
        // Base case
        if (size < 2) {
            return;
        }

        int[] upper  = new int[size];
        int[] middle = new int[size];
        int[] lower  = new int[size];
        int upperIndex = 0, middleIndex = 0, lowerIndex = 0;

        // Put the elements into their respective arrays
        for (int i = 0; i < size; i++) {
            if (arr[i] < pivot) {
                lower[lowerIndex++] = arr[i];
            } else if (arr[i] == pivot){
                middle[middleIndex++] = arr[i];
            } else {
                upper[upperIndex++] = arr[i];
            }
        }

        // sort lower and upper
        quicksort(lower,  lower[0], lowerIndex);
        quicksort(upper,  upper[0], upperIndex);

        // Combine lower, middle, and upper back into one array
        System.arraycopy(lower,  0, arr, 0, lowerIndex);
        System.arraycopy(middle, 0, arr, lowerIndex, middleIndex);
        System.arraycopy(upper, 0, arr, lowerIndex+middleIndex, upperIndex);
    }