PHP四种基础算法详解

Posted 2020-08-21 isykw

许多人都说 算法是程序的核心，一个程序的好于差,关键是这个程序算法的优劣。作为一个初级phper，虽然很少接触到算法方面的东西 。但是对于冒泡排序，插入排序，选择排序，快速排序四种基本算法，我想还是要掌握的。

需求：分别用 冒泡排序法，快速排序法，选择排序法，插入排序法将下面数组中 的值按照从小到的顺序进行排序。

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

1.冒泡排序

介绍：

冒泡排序（Bubble Sort，台湾译为：泡沫排序或气泡排序）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，依次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

步骤：

1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

具体代码：

1.  1 $arr=array(1,43,54,62,21,66,32,78,36,76,39);
    2 function bubbleSort ($arr)
    3 {
    4 $len = count($arr);
    5 //该层循环控制 需要冒泡的轮数
    6 for ($i=1; $i<$len; $i++) {
    7 //该层循环用来控制每轮 冒出一个数 需要比较的次数
    8 for ($k=0; $k<$len-$i; $k++) {
    9 if($arr[$k] > $arr[$k+1]) {
   10 $tmp = $arr[$k+1]; // 声明一个临时变量
   11 $arr[$k+1] = $arr[$k];
   12 $arr[$k] = $tmp;
   13 }
   14 }
   15 }
   16 return $arr;
   17 }

    

排序效果：

2.选择排序

介绍：

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。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，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

具体代码：

1.  1 //实现思路 双重循环完成，外层控制轮数，当前的最小值。内层 控制的比较次数
    2 function select_sort($arr) {
    3 //$i 当前最小值的位置， 需要参与比较的元素
    4 for($i=0, $len=count($arr); $i<$len-1; $i++) {
    5 //先假设最小的值的位置
    6 $p = $i;
    7 //$j 当前都需要和哪些元素比较，$i 后边的。
    8 for($j=$i+1; $j<$len; $j++) {
    9 //$arr[$p] 是 当前已知的最小值
   10 if($arr[$p] > $arr[$j]) {
   11 //比较，发现更小的,记录下最小值的位置；并且在下次比较时，应该采用已知的最小值进行比较。
   12 $p = $j;
   13 }
   14 }
   15 //已经确定了当前的最小值的位置，保存到$p中。
   16 //如果发现 最小值的位置与当前假设的位置$i不同，则位置互换即可
   17 if($p != $i) {
   18 $tmp = $arr[$p];
   19 $arr[$p] = $arr[$i];
   20 $arr[$i] = $tmp;
   21 }
   22 }
   23 //返回最终结果
   24 return $arr;
   25 }

    

排序效果：

3.插入排序

介绍：

插入排序（Insertion Sort）的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。

步骤：

1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
2. 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
3. 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
5. 将新元素插入到该位置中
6. 重复步骤2

具体代码：

1.  1 function insert_sort($arr)
    2 {
    3 $len=count($arr);
    4 for($i=1; $i<$len; $i++) {
    5 //获得当前需要比较的元素值。
    6 $tmp = $arr[$i];
    7 //内层循环控制 比较 并 插入
    8 for($j=$i-1; $j>=0; $j--) {
    9 //$arr[$i];//需要插入的元素; $arr[$j];//需要比较的元素
   10 if($tmp < $arr[$j]) {
   11 //发现插入的元素要小，交换位置
   12 //将后边的元素与前面的元素互换
   13 $arr[$j+1] = $arr[$j];
   14 //将前面的数设置为 当前需要交换的数
   15 $arr[$j] = $tmp;
   16 } else {
   17 //如果碰到不需要移动的元素
   18 //由于是已经排序好是数组，则前面的就不需要再次比较了。
   19 break;
   20 }
   21 }
   22 }
   23 //将这个元素 插入到已经排序好的序列内。
   24 //返回
   25 return $arr;
   26 }

    

排序效果：

4.快速排序

介绍：

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来，且在大部分真实世界的数据，可以决定设计的选择，减少所需时间的二次方项之可能性。

步骤：

1. 从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot），
2. 重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。
3. 递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

具体代码：

1.  1 function quick_sort($arr)
    2 {
    3 //判断参数是否是一个数组
    4 if(!is_array($arr)) return false;
    5 //递归出口:数组长度为1，直接返回数组
    6 $length = count($arr);
    7 if($length<=1) return $arr;
    8 //数组元素有多个,则定义两个空数组
    9 $left = $right = array();
   10 //使用for循环进行遍历，把第一个元素当做比较的对象
   11 for($i=1; $i<$length; $i++)
   12 {
   13 //判断当前元素的大小
   14 if($arr[$i]<$arr[0]){
   15 $left[]=$arr[$i];
   16 }else{
   17 $right[]=$arr[$i];
   18 }
   19 }
   20 //递归调用
   21 $left=quick_sort($left);
   22 $right=quick_sort($right);
   23 //将所有的结果合并
   24 return array_merge($left,array($arr[0]),$right);
   25 }

    

排序效果：