JS家的排序算法

Posted 2020-08-22 FE cloud

由于浏览器的原生支持(无需安装任何插件),用JS来学习数据结构和算法也许比c更加便捷些。因为只需一个浏览器就能啪啪啪的调试了。比如下图我学习归并排序算法时，只看代码感觉怎么都理解不了，但是结合chrome自带的断点调试功能，我便很快理解了其中的思想。

          

冒泡排序

冒泡排序比较任何两个相邻的项,如果第一个比第二个大,则交换它们。元素项向上移动至 正确的顺序,就好像气泡升至表面一样,冒泡排序因此得名。 

冒泡排序动图演示：

 

冒泡排序JavaScript代码实现：

    /*冒泡排序*/
    this.bubbleSort = function() {
        var length = array.length;
        for (var i = 0; i < length; i ++){ 
            for (var j = 0; j < length - 1; j++){ 
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    swap(j, j + 1);
                }
            }
        }
    };

但是举个例子比如把数组[5,4,3,2,1]进行冒泡排序，它的工作过程如下:

 

当算法执行外循环的第二轮的时候,数字4和5已经是正确排序的了。尽管如此,在后续 比较中,它们还一直在进行着比较,即使这是不必要的。 

改进后的冒泡排序:

//改进的冒泡排序
    this.bubbleSort = function() {
        var length = array.length;
        for (var i = 0; i < length; i++) {
            for (var j = 0; j < length - (i + 1); j++) { //从内循环减去外循环中已跑过的轮数，就可以避免内循环中所有不必要的比较 
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    swap(j, j + 1);
                }
            }
        }
    };

/*可复制到浏览器中测试*/
function ArrayList() {

    var array = [5, 4, 3, 2, 1];

    this.insert = function(item) {
        array.push(item);
    };

    this.toString = function() {
        return array.join();
    };

    // /*冒泡排序*/
    // this.bubbleSort = function() {
    //     var length = array.length;
    //     for (var i = 0; i < length; i ++){       //次数
    //         for (var j = 0; j < length - 1; j++){ 
    //             if (array[j] > array[j + 1]) {
    //                 swap(j, j + 1);
    //             }
    //         }
    //     }
    // };

    //改进的冒泡排序
    this.bubbleSort = function() {
        var length = array.length;
        for (var i = 0; i < length; i++) { //次数
            for (var j = 0; j < length - (i + 1); j++) { //从内循环减去外循环中已跑过的轮数 
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    swap(j, j + 1);
                }
            }
        }
    };

    /* 选择排序 */
    // this.selectionSort = function() {
    //     var length = array.length,
    //         indexMin;
    //     for (var i = 0; i < length - 1; i++) {
    //         indexMin = i;
    //         for (var j = i; j < length; j++) {
    //             if (array[indexMin] > array[j]) {
    //                 indexMin = j;
    //             }
    //         }
    //         if (i !== indexMin) {
    //             swap(i, indexMin);
    //         }
    //     }
    // }

    var swap = function(index1, index2) {
        var aux = array[index1];
        array[index1] = array[index2];
        array[index2] = aux;
    };
}

var array = new ArrayList();
console.log(array.toString());
array.bubbleSort();
//array.selectionSort();
console.log(array.toString());

完整代码

 

选择排序 

选择排序思路就是找到数据结构中的最小值并 2 将其放置在第一位,接着找到第二小的值并将其放在第二位,以此类推。 

选择排序JavaScript代码实现

this.selectionSort = function() {
        var length = array.length,
            indexMin;
        for (var i = 0; i < length - 1; i++) {
            indexMin = i;
            for (var j = i; j < length; j++) {
                if (array[indexMin] > array[j]) {
                    indexMin = j;
                }
            }
            if (i !== indexMin) {
                swap(i, indexMin);
            }
        }
    }

/* 复制到chrome控制台即可测试 */
function ArrayList() {

    var array = [5, 4, 3, 2, 1];

    this.insert = function(item) {
        array.push(item);
    };

    this.toString = function() {
        return array.join();
    };

    /*冒泡排序*/
    // this.bubbleSort = function() {
    //     var length = array.length;
    //     for (var i = 0; i < length; i ++){       //次数
    //         for (var j = 0; j < length - 1; j++){ 
    //             if (array[j] > array[j + 1]) {
    //                 swap(j, j + 1);
    //             }
    //         }
    //     }
    // };

    //改进的冒泡排序
    // this.bubbleSort = function() {
    //     var length = array.length;
    //     for (var i = 0; i < length; i++) { //次数
    //         for (var j = 0; j < length - (i + 1); j++) { //从内循环减去外循环中已跑过的轮数 
    //             if (array[j] > array[j + 1]) {
    //                 swap(j, j + 1);
    //             }
    //         }
    //     }
    // };

    /* 选择排序 */
    this.selectionSort = function() {
        var length = array.length,
            indexMin;
        for (var i = 0; i < length - 1; i++) {
            indexMin = i;
            for (var j = i; j < length; j++) {
                if (array[indexMin] > array[j]) {
                    indexMin = j;
                }
            }
            if (i !== indexMin) {
                swap(i, indexMin);
            }
        }
    }

    var swap = function(index1, index2) {
        var aux = array[index1];
        array[index1] = array[index2];
        array[index2] = aux;
    };
}

var array = new ArrayList();
console.log(array.toString());
// array.bubbleSort();
array.selectionSort();
console.log(array.toString());

完整测试代码

 

插入排序

插入排序是每次排一个数组项,以此方式构建最后的排序数组。假定第一项已经排序了,接着, 它和第二项进行比较,第二项是应该待在原位还是插到第一项之前呢?这样,头两项就已正确排 序,接着和第三项比较(它是该插入到第一、第二还是第三的位置呢?),以此类推。 

插入排序动图演示：

插入排序JavaScript代码实现：

//插入排序
    this.insertionSort = function() {
        var length = array.length,
            j, temp;
        for (var i = 1; i < length; i++) {
            j = i;
            temp = array[i];
            while (j > 0 && array[j - 1] > temp) {
                array[j] = array[j - 1];
                j--;
            }
            array[j] = temp;
        }
    };

function ArrayList() {

    var array = [3, 5, 1, 4, 2];

    this.insert = function(item) {
        array.push(item);
    };

    this.toString = function() {
        return array.join();
    };

    //插入排序
    this.insertionSort = function() {
        var length = array.length,
            j, temp;
        for (var i = 1; i < length; i++) {
            j = i;
            temp = array[i];
            while (j > 0 && array[j - 1] > temp) {
                array[j] = array[j - 1];
                j--;
            }
            array[j] = temp;
        }
    };

}

var array = new ArrayList();
console.log(array.toString());
array.insertionSort();
console.log(array.toString());

完整测试代码

 

归并排序

归并排序是第一个可以被实际使用的排序算法。前三个排序算法性能不好,但归并排序性能不错,其复杂度为O(nlogn)。其中火狐，sarify的sort()方法就是基于归并算法实现的。

小建议：学习归并排序时可以如我最开始所说的，在chrome里打断点一步步看输出，一遍下来就基本上能理解其本质了。

 

归并排序JavaScript代码实现：

完整测试代码

 快速排序

快速排序也许是最常用的排序算法了。它的复杂度为O(nlogn),且它的性能通常比其他的复 杂度为O(nlogn)的排序算法要好。和归并排序一样,快速排序也使用分治的方法,将原始数组分 为较小的数组(但它没有像归并排序那样将它们分割开)。 chrome的sort()方法是基于快速排序实现的。

快速排序动图演示：

讲下快速排序的思路 

1. 在数据集之中，选择一个元素作为"基准"（pivot）。
2. 所有小于"基准"的元素，都移到"基准"的左边；所有大于"基准"的元素，都移到"基准"的右边。
3. 对"基准"左边和右边的两个子集，不断重复第一步和第二步，直到所有子集只剩下一个元素为止。

想详细了解的话可以阅读下这篇文章 

快速排序JavaScript代码实现：

function ArrayList() {
    var array = [3, 5, 1, 6, 4, 7, 2];

    this.toString = function() {
        return array.join();
    };

    this.quickSort = function() {
        quick(array, 0, array.length - 1);
    };
}

var quick = function(array, left, right) {
    var index;

    if (array.length > 1) {

        index = partition(array, left, right);

        if (left < index - 1) {
            quick(array, left, index - 1);
        }

        if (index < right) {
            quick(array, index, right);
        }
    }
};


//划分过程
var partition = function(array, left, right) {
    var 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) {
            swapQuickStort(array, i, j);
            i++;
            j--;
        }
    }
    return i;
};

var swapQuickStort = function(array, index1, index2) {
    var aux = array[index1];
    array[index1] = array[index2];
    array[index2] = aux;
};

var array = new ArrayList();
console.log(array.toString());
array.quickSort();
console.log(array.toString());

完整测试代码