Javascript常见排序算法的笔记

::::::: 2020-11-06 01:22:50
javascript 常见 排序 算法 笔记


排序算法主要针对的是数组,所以,在开始学习之前,我们先自己新建一种数据结构来方便我们的学习。

function ArrayData () {
let ret = []
this.times = 0 // 统计执行次数
this.push = (item) => {
ret.push(item)
}
this.toString = () => {
return ret.join()
}
}
const arr = [34, 11, 45, 22, 31, 99, 68, 54]

冒泡排序

比较相邻两个数的大小,如果前面的数大于后面,则交换这两个数的位置。要排序n个数字,需要经历n-1次的遍历。

按照字面要求,我们写出来的代码是这样的

function ArrayData () {
// ......
this.bubbleSort = function () {
let length = ret.length;
for (let i = 0; i < length; i++) {
for (let j = 0; j < length - 1; j++) {
this.times++
if (ret[j] > ret[j + 1]) {
[ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
}
}
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times) // 56

显然这种简单粗暴的排序方式有很大的提升空间,比如,我们可以检测每次排序,如果顺序已经排列成功,就没必要执行之后的循环了。

function ArrayData () {
// ......
this.bubbleSort = function () {
let length = ret.length;
for (let i = 0; i < length; i++) {
let change = false
for (let j = 0; j < length - 1; j++) {
this.times++Ï
if (ret[j] > ret[j + 1]) {
[ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
change = true
}
}
if (!change) {
break
}
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times) // 21

其实还是有优化的空间的。举个例子,假设一共8个数,第一轮循环,会把最大的数冒泡排到第8位,第二轮循环,会把第二大的数排到第7位,所以,本轮循坏其实没必要考虑最后一位了。同理,下一轮循环就不需要考虑后两位。改进后的代码如下:

function ArrayData () {
// ......
this.bubbleSort = function () {
let length = ret.length;
for (let i = 0; i < length; i++) {
let change = false
for (let j = 0; j < length - 1 - i; j++) {
this.times++
if (ret[j] > ret[j + 1]) {
[ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
change = true
}
}
if (!change) {
break
}
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times) // 18

选择排序

遍历数组,找出最小的数排在第一位,第二轮循环找出第二小的数放在第二位,以此类推。

function ArrayData () {
// ......
this.selectionSort = function () {
let length = ret.length
for (let i = 0; i < length - 1; i++) {
let minIndex = i
for (let j = i; j < length; j++) {
if (ret[j] < ret[minIndex]) {
minIndex = j
}
}
if (i !== minIndex) {
[ret[i], ret[minIndex]] = [ret[minIndex], ret[i]]
}
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.selectionSort()

插入排序

把数组分成前后两部分,前面的一部分是排好序的,然后分别把后面一部分的数字插入到前面排好序的数组中。所以,刚开始时设定第一个元素为排好序的部分,分别把后面的数字插入进来。

function ArrayData () {
// ......
this.insertSort = function () {
let length = ret.length
let j
for (let i = 1; i < length; i++) {
let currentNumber = ret[i]
for (j = i - 1; j >= 0 && ret[j] > currentNumber; j--) {
ret[j + 1] = ret[j]
}
ret[j + 1] = currentNumber
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.insertSort()

快速排序

选一个数作为基准数,遍历数列,把比它 放到他前面,比他小的放到他后面,然后再对基准数前后的数列递归上述操作,直到数列长度为1。

function ArrayData () {
// ......
this.quickSort = function () {
quick(ret, 0, ret.length - 1);
function quick(array, left, right) {
let index
if (array.length > 1) {
index = partition(array, left, right)
if (left < index - 1) {
quick(array, left, index - 1)
}
if (right > index) {
quick(array, index, right)
}
}
return array
}
function partition(array, left, right) {
let pivot = array[Math.floor((right + left) / 2)],
i = left,
j = right;
while (i <= j) {
while (array[i] < pivot) {
i++
}
while (array[j] > pivot) {
j--
}
if (i <= j) {
swap(array, i, j);
i++;
j--;
}
}
return i
}
function swap(array, i, j) {
[array[i], array[j]] = [array[j], array[i]]
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.quickSort()

一句话实现快速排序。选择第一个元素作为参考元素,利用filter把数组分成大于参考元素和小于参考元素的两个数组,并对这两个数组递归调用快排函数。

function quickSort(arr) {
return arr.length <= 1 ? arr : quickSort(arr.slice(1).filter((item) => item <= arr[0])).concat(arr[0], quickSort(arr.slice(1).filter((item) => item > arr[0])))
}

希尔排序

希尔排序是把数组按下标的一定增量分组,对每组进行插入排,随着增量逐渐减少,每个数组的长度越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。

function ArrayData () {
// ......
this.shellSort = function () {
let length = ret.length
for (let step = Math.floor(length / 2); step > 0; step = Math.floor(step / 2)) {
for (let i = 0; i < step; i++) {
shellInsertSort(i, step)
}
}
function shellInsertSort(index, step) {
let length = ret.length
let j
for (let i = index; i < length; i += step) {
let currentNumber = ret[i]
for (j = i - step; j >= 0 && ret[j] > currentNumber; j -= step) {
ret[j + step] = ret[j]
}
ret[j + step] = currentNumber
}
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.shellSort()

归并排序

归并排序采用分治的思想,将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列。所以我们把数列分割成不超过两个元素的数组,然后将其合并。

function ArrayData () {
// ......
this.mergeSort = function () {
ret = mergeSortFun(ret)
function mergeSortFun(arr) {
let length = arr.length
if (length <= 1) {
return arr
}
let mid = Math.floor(length / 2),
left = arr.slice(0, mid),
right = arr.slice(mid, length)
return mengeConnect(mergeSortFun(left), mergeSortFun(right))
}
function mengeConnect(left, right) {
let
leftIndex = 0,
rightIndex = 0,
result = []
while (leftIndex < left.length && rightIndex < right.length) {
result.push(left[leftIndex] < right[rightIndex] ? left[leftIndex++] : right[rightIndex++])
}
while (leftIndex < left.length) {
result.push(left[leftIndex++])
}
while (rightIndex < right.length) {
result.push(right[rightIndex++])
}
return result
}
}
}
let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
tmp.push(item)
})
tmp.mergeSort()

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