php基礎演算法有哪幾種

2020-07-16 10:05:38
許多人都說演算法是程式的核心,一個程式的好於差,關鍵是這個程式演算法的優劣。作為一個初級phper,雖然很少接觸到演算法方面的東西 。但是對於氣泡排序,插入排序,選擇排序,快速排序四種基本演算法,我想還是要掌握的。

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需求:分別用 氣泡排序法,快速排序法,選擇排序法,插入排序法將下面陣列中 的值按照從小到的順序進行排序。

$arr=array(11,3,56,62,21,66,32,78,36,76,39,88,34);

1.氣泡排序

介紹:

氣泡排序(Bubble Sort,台灣譯為:泡沫排序或氣泡排序)是一種簡單的排序演算法。它重複地走訪過要排序的數列,依次比較兩個元素,如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重複地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。這個演算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢「浮」到數列的頂端。

步驟:

1.比較相鄰的元素。如果第一個比第二個大,就交換他們兩個。

2.對每一對相鄰元素作同樣的工作,從開始第一對到結尾的最後一對。在這一點,最後的元素應該會是最大的數。

3.針對所有的元素重複以上的步驟,除了最後一個。

4.持續每次對越來越少的元素重複上面的步驟,直到沒有任何一對數位需要比較。

具體程式碼:

$arr=array(1,43,54,62,21,66,32,78,36,76,39);
function bubbleSort ($arr)
{
$len = count($arr);
//該層迴圈控制 需要冒泡的輪數
for ($i=1; $i<$len; $i++) {
//該層迴圈用來控制每輪 冒出一個數 需要比較的次數
for ($k=0; $k<$len-$i; $k++) {
if($arr[$k] > $arr[$k+1]) {
$tmp = $arr[$k+1]; // 宣告一個臨時變數
$arr[$k+1] = $arr[$k];
$arr[$k] = $tmp;
}
}
}
return $arr;
}

排序效果:
冒泡排序效果

2.選擇排序

介紹:

選擇排序(Selection sort)是一種簡單直觀的排序演算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,然後,再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小元素,然後放到排序序列末尾。以此類推,直到所有元素均排序完畢。

具體程式碼:

//實現思路 雙重回圈完成,外層控制輪數,當前的最小值。內層 控制的比較次數
function select_sort($arr) {
//$i 當前最小值的位置, 需要參與比較的元素
for($i=0, $len=count($arr); $i<$len-1; $i++) {
//先假設最小的值的位置
$p = $i;
//$j 當前都需要和哪些元素比較,$i 後邊的。
for($j=$i+1; $j<$len; $j++) {
//$arr[$p] 是 當前已知的最小值
if($arr[$p] > $arr[$j]) {
//比較,發現更小的,記錄下最小值的位置;並且在下次比較時,應該採用已知的最小值進行比較。
$p = $j;
}
}
//已經確定了當前的最小值的位置,儲存到$p中。
//如果發現 最小值的位置與當前假設的位置$i不同,則位置互換即可
if($p != $i) {
$tmp = $arr[$p];
$arr[$p] = $arr[$i];
$arr[$i] = $tmp;
}
}
//返回最終結果
return $arr;
}

排序效果:

2.gif

3.插入排序

介紹:

插入排序(Insertion Sort)的演算法描述是一種簡單直觀的排序演算法。它的工作原理是通過構建有序序列,對於未排序資料,在已排序序列中從後向前掃描,找到相應位置並插入。插入排序在實現上,通常採用in-place排序(即只需用到O(1)的額外空間的排序),因而在從後向前掃描過程中,需要反復把已排序元素逐步向後挪位,為最新元素提供插入空間。

步驟:

1.從第一個元素開始,該元素可以認為已經被排序

2.取出下一個元素,在已經排序的元素序列中從後向前掃描

3.如果該元素(已排序)大於新元素,將該元素移到下一位置

4.重複步驟3,直到找到已排序的元素小於或者等於新元素的位置

5.將新元素插入到該位置中

6.重複步驟2

具體程式碼:

function insert_sort($arr)
{
$len=count($arr);
for($i=1; $i<$len; $i++) {
//獲得當前需要比較的元素值。
$tmp = $arr[$i];
//內層迴圈控制 比較 並 插入
for($j=$i-1; $j>=0; $j--) {
//$arr[$i];//需要插入的元素; $arr[$j];//需要比較的元素
if($tmp < $arr[$j]) {
//發現插入的元素要小,交換位置
//將後邊的元素與前面的元素互換
$arr[$j+1] = $arr[$j];
//將前面的數設定為 當前需要交換的數
$arr[$j] = $tmp;
} else {
//如果碰到不需要移動的元素
//由於是已經排序好是陣列,則前面的就不需要再次比較了。
break;
}
}
}
//將這個元素 插入到已經排序好的序列內。
//返回
return $arr;
}

排序效果:
3.gif

4.快速排序

介紹:

快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序演算法。在平均狀況下,排序 n 個專案要Ο(n log n)次比較。在最壞狀況下則需要Ο(n2)次比較,但這種狀況並不常見。事實上,快速排序通常明顯比其他Ο(n log n) 演算法更快,因為它的內部迴圈(inner loop)可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來,且在大部分真實世界的資料,可以決定設計的選擇,減少所需時間的二次方項之可能性。

步驟:

1.從數列中挑出一個元素,稱為 「基準」(pivot),

2.重新排序數列,所有元素比基準值小的擺放在基準前面,所有元素比基準值大的擺在基準的後面(相同的數可以到任一邊)。在這個分割區退出之後,該基準就處於數列的中間位置。這個稱為分割區(partition)操作。

3.遞回地(recursive)把小於基準值元素的子數列和大於基準值元素的子數列排序。

具體程式碼:

function quick_sort($arr)
{
//判斷引數是否是一個陣列
if(!is_array($arr)) return false;
//遞回出口:陣列長度為1,直接返回陣列
$length = count($arr);
if($length<=1) return $arr;
//陣列元素有多個,則定義兩個空陣列
$left = $right = array();
//使用for迴圈進行遍歷,把第一個元素當做比較的物件
for($i=1; $i<$length; $i++)
{
//判斷當前元素的大小
if($arr[$i]<$arr[0]){
$left[]=$arr[$i];
}else{
$right[]=$arr[$i];
}
}
//遞回呼叫
$left=quick_sort($left);
$right=quick_sort($right);
//將所有的結果合併
return array_merge($left,array($arr[0]),$right);
}

排序效果:

Visual-and-intuitive-feel-of-7-common-sorting-algorithms.gif

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