文字來總結常見的排序演演算法,通過 JvavScript 來實現
演演算法思想:比較相鄰兩個元素的大小,如果第一個比第二個大,就交換它們。從頭遍歷到尾部,當一輪遍歷完後,陣列最後一個元素是最大的。除去最後一個元素,對剩下的元素重複執行上面的流程,每次找出剩餘元素中最大的,遍歷完後,陣列是升序的
演演算法分析:總共需要進行length * (length - 1) / 2 次比較,所以時間複雜度為O(n^2),因為只需要有一個存放常數的空間,元素本身在原陣列上進行交換,所以空間複雜度為O(1)
function bubbleSort(array) { if (!Array.isArray(array)) { throw new Error('引數必須為陣列'); return; } var n = 0, m = 0 // n表示趟數,m表示比較次數 for (let i = array.length - 1; i > 0; i--) { // 外層for表示遍歷的趟數 for (let j = 0; j < i; j++) { // 內層for表示每趟需要比較的 j 和 j+1 對應的數 if (arr[j] > arr[j + 1]) { [arr[j + 1], arr[j]] = [arr[j], arr[j + 1]] } m++ } n++ } console.log("遍歷趟數" + n, "比較次數" + m);//遍歷趟數8 比較次數36 return array } var arr = [7, 3, 6, 9, 24, 0, 1, 45, 8] console.log(bubbleSort(arr)); //[0, 1, 3, 6, 7, 8, 9, 24, 45]
我們在每一輪迴圈中,可以記住最後一次交換的元素,這之後的元素就肯定是已經排完序的,這樣可以減少總的迴圈次數
function bubbleSort2(array) { if (!Array.isArray(array)) { throw new Error('引數必須為陣列'); return; } var n = 0, m = 0 // n表示趟數,m表示比較次數 for (var i = array.length - 1; i > 0;) { // 用來表示遍歷 n-1 趟 var cursor = 0; // 用來記錄本輪最後一次交換的元素位置 for (var j = 0; j < i; j++) { if (array[j] > array[j + 1]) { cursor = j; [arr[j + 1], arr[j]] = [arr[j], arr[j + 1]] } m++ } n++ i = cursor; } console.log("遍歷趟數" + n, "比較次數" + m);//遍歷趟數6 比較次數29 return array } var arr = [7, 3, 6, 9, 24, 0, 1, 45, 8] console.log(bubbleSort2(arr)); //[0, 1, 3, 6, 7, 8, 9, 24, 45]
function selectSort(array) { if (!Array.isArray(array)) { throw new Error('引數必須為陣列'); return; } for (let i = 0; i < array.length; i++) { var maxIndex = i, maxValue = array[i] // 設定i為最大元素下標 // 找出剩下元素中的最大值,第一次迴圈找出最大值 for (let j = i + 1; j < array.length; j++) { if (array[j] > maxValue) { maxIndex = j maxValue = array[j] } } // 如果剩下的元素中最大值下標大於i則發生交換 if (maxIndex > i) { [array[i], array[maxIndex]] = [array[maxIndex], array[i]] } } return array } var arr = [7, 3, 6, 9, 24, 0, 1, 45, 8] console.log(selectSort(arr)); //[45, 24, 9, 8, 7, 6, 3, 1, 0]
實現思路
(1)將陣列前面部分看做有序陣列
(2)每次將後面部分的第一個與已排序陣列作比較,插入到合適的位置
(3)有序陣列初始狀態有1個數位
(4)演演算法分析
(5)時間複雜度為O(n^2)
function insertSort(array) { if (!Array.isArray(array)) { throw new Error('引數必須為陣列'); return; } for (var i = 1; i < array.length; i++) { var temp = array[i] //當前值 for (var j = i; j > 0 && temp < array[j - 1]; j--) { // 當前值和之前的每個值進行比較,發現有比當前值小的值就進行重新賦值 array[j] = array[j - 1]; } array[j] = temp; } return array; } var arr = [7, 3, 6, 9, 24, 0, 1, 45, 8] console.log(insertSort(arr)); //[45, 24, 9, 8, 7, 6, 3, 1, 0]
演演算法思想:將陣列的第一個數位作為基準,最後使得基準數位位於陣列中間某個位置,它的左邊的數位都比它小,它的右邊的數位都比它大。
演演算法實現:設定兩個分別指向陣列頭部和尾部的指標i和j,首先向左移動j,使得array[j] 小於基準。然後向右移動i,使得array[i] 大於基準,交換這兩個元素。當i 和j 的值相等時,交換基準與位置i上的元素,然後對i左邊以及右邊的元素分別進行快速排序。
function quickSort(array) { const sort = function (arr, left = 0, right = arr.length - 1) { if (left >= right) {// 遞迴退出條件 return } let i = left, j = right // 定義兩個指標 let pivot = arr[i] // 定義基準資料 while (i < j) { // 把所有比基準數 while (j > i && arr[j] >= pivot) { //找到一個比基準值小的數位置為j j-- } arr[i] = arr[j] // 將j的值給了i位置的元素,此時j位置還是原來的數 while (i < j && arr[i] < pivot) { i++ } arr[j] = arr[i] // 將i位置的值給了j位置的元素,此時i的位置還是原來的數 } // 本次交換完畢,此時ij兩個指標重合,把基準值賦值給i即可 arr[i] = pivot sort(arr, left, j - 1) // 將左邊的無序陣列重複上面的操作 sort(arr, j + 1, right) // 將右邊的無序陣列重複上面的操作 } const newArr = array.concat() // 為了保證這個函數是純函數拷貝一次陣列 sort(newArr) return newArr } var arr = [7, 3, 6, 9, 24, 0, 1, 45, 8] console.log(quickSort(arr)); //[0, 1, 3, 6, 7, 8, 9, 24, 45]
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