双轴快排(DualPivotQuicksort)，有两个轴元素pivot1，pivot2，且pivot ≤ pivot2，将序列分成三段：x < pivot1、pivot1 ≤ x ≤ pivot2、x > pivot2，然后分别对三段进行递归。
先简易实现它，然后按照java历次更改的初衷进行更改。简易实现唯一需要注意的是并非每次循环有效。
def dual_quick_sort(arr: [], start, end) -> None:
if start >= end:
return
# 保证基准值左小右大
if arr[start] > arr[end]:
swap(arr, start, end)
# 目前采用最简单的方式来选择基准值,开头和结尾
pivot1, pivot2 = arr[start], arr[end]
less, great = start, end
# less 是飞行员阵营右边界,向右自增,直到碰上不符合飞行员条件的士兵
while less + 1 <= end and arr[less] < pivot1:
less += 1
# great 是陆战队阵营左边界,向左减少,直到碰上不符合陆战队条件的士兵
while great - 1 >= start and arr[great] > pivot2:
great -= 1
# K相当于募兵指导员,负责给两个阵营送合格的士兵
k = less + 1
# 只有K发现合格的士兵，相应的阵营才会扩大一个位置，把相应位置的士兵和K进行交换
while k < great:
if arr[k] < pivot1:
less += 1
swap(arr, less, k)
k += 1
elif pivot1 <= arr[k] <= pivot2:
k += 1
elif arr[k] > pivot2:
great -= 1
swap(arr, k, great)
swap(arr, start, less)
swap(arr, end, great)
dual_quick_sort(arr, start, less - 1)
dual_quick_sort(arr, less + 1, great - 1)
dual_quick_sort(arr, great + 1, end)
def swap(arr: [], i, j):
arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]改良后的双轴排序原理图：
# -*- coding: utf-8 -*-
"""
-------------------------------------------------
开发人员：Edwin
开发日期：
开发工具：PyCharm
功能描述：
-------------------------------------------------
"""
def dual_quick_sort(arr:[], start, end) -> None:
if start >= end:
return
# 保证基准值左小右大，相等不操作
if arr[start] > arr[end]:
swap(arr, start, end)
# 目前采用最简单的方式来选择基准值,开头和结尾
pivot1, pivot2 = arr[start], arr[end]
less, great = start, end
# less 是飞行员阵营右边界,向右自增,直到碰上不符合飞行员条件的士兵
while less + 1 <= end and arr[less + 1] < pivot1:
less += 1
# great 是陆战队阵营左边界,向左减少,直到碰上不符合陆战队条件的士兵
while great - 1 >= start and arr[great - 1] > pivot2:
great -= 1
# K相当于募兵指导员,负责给两个阵营送合格的士兵
k = less + 1
# java工业双轴排序引入复杂性,是因为保证每次循环有效。
# java内部为了解决这个问题让两个阵营都可以就近自主招兵,尤其是右侧阵营，碰上不符合条件的就止步。
# 但python没有自增运算符，所以保证阵营内都是符合条件的士兵，这一点跟java不同。
# 陆战队扩充兵营时碰上符合飞行员条件的士兵直接送到飞行员阵营。
# 但陆战队自主招兵的时机是募兵指导员发现了符合陆战队的士兵，反正都要扩充军营，顺便看看左侧还有没有符合条件的士兵。
# 如果陆战队送过来飞行员，那么飞行员阵营也顺便看看右侧有没有符合条件的士兵。如果发现就带着募兵指导员一起招兵。
# 飞行员阵营移动方向跟募兵指导员方向一致，所以飞行员阵营自主招兵可以省略。
while k < great:
if arr[k] < pivot1:
less += 1
swap(arr, less, k)
elif arr[k] > pivot2:
great -= 1
if arr[great] < pivot1:
less += 1
arr[k], arr[less], arr[great] = arr[less], arr[great], arr[k]
# -----del------如下代码可以删除，如果飞行员阵营和募兵指导员一前一后连续，同时三方交换完成后，之下都是单调非增函数
# 数据，那么此行为才会执行，但大多数情况是无用的，如果优化可以删除。
while less + 1 < great and arr[less + 1] < pivot1:
less += 1
k = less
# -----del------------------
elif pivot1 <= arr[great] <= pivot2:
swap(arr, k, great)
while great - 1 >= k and arr[great - 1] > pivot2:
great -= 1
k += 1
swap(arr, start, less)
swap(arr, end, great)
dual_quick_sort(arr, start, less - 1)
dual_quick_sort(arr, less + 1, great - 1)
dual_quick_sort(arr, great + 1, end)
def swap(arr: [], i, j):
arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]
def is_sorted(alist: []):
prev = alist[0]
for i in range(1, len(alist)):
if prev > alist[i]:
print('Sort ascending failed.')
return False
prev = alist[i]
print('Sort ascending succeed.')
return True
def test():
import random
n = 100000000
alist = [random.randint(1, n) for i in range(n)]
# alist = [12,11,]
# print('Before: ', alist)
dual_quick_sort(alist, 0, len(alist) - 1)
print('After: ', alist)
is_sorted(alist)
if __name__ == '__main__':
test()