高级排序算法

Posted 2020-10-20 Zina

希尔排序

希尔排序是以它的创造者命名的，这个算法在插入排序的基础上做了很大的改善。希尔排序的核心理念与插入排序不同，它会首先比较距离较远的元素，而非相邻的元素。和简单地比较相邻元素相比，使用这种方案可以使离正确位置很远的元素更快的回到合适的位置。当开始用这个算法遍历数据集时，所有元素之间的距离会不断的减小，直到处理到数据集的末尾，这是算法比较的是相邻的元素了

function CArray(numElements) {
    var dataStore = [];
    for ( var i = 0; i < numElements; ++i ) {
        dataStore[i] = i;
    } 
    return dataStore;
}
function setData(numElements,arr) {
    for ( var i = 0; i < numElements; ++i ) {
        arr[i] = Math.floor(Math.random() * (numElements + 1));
    }
}

/**
* 希尔(Shell)排序   又称为   缩小增量排序，它是一种插入排序。它是直接插入排序算法的加强版
* 对比：很多数据时希尔排序比插入排序高效，数据量少的时候，插入排序更高效
*/
function swap(arr, index1, index2) {
    var temp = arr[index1];
    arr[index1] = arr[index2];
    arr[index2] = temp;
}
function shellSort(arr){  
    var N = arr.length;  
    var h = 1;
    console.time(‘希尔排序耗时‘);
    while(h < N / 4){  
        h = 4 * h + 1;  
    }  
    while (h >= 1) {  
        for(var i = h; i < N; i++){  
            for(var j = i; j >= h && arr[j] < arr[j - h]; j -= h){  
                swap(arr, j, j - h);  
            }  
        }  
        h = (h - 1)/4;  
    }  
    console.timeEnd(‘希尔排序耗时‘);
    return arr;
}
var numElements = 10000;  
var arr = new CArray(numElements);  
setData(numElements,arr);  
shellSort(arr);

与上面的插入排序相比，10000个数字排序耗时5～10ms

 

 

 

快速排序

快速排序是处理大数据集最快的排序算法之一。它是一种分而治之的算法，通过递归的方式将数据依次分解为包含较小元素和较大元素的不同子序列。该算法不断重复这个步骤直到所有数据都是有序的

这个算法首先要在列表中选择一个元素作为基准值(pivot)。数据排序围绕基准值进行，将列表中小于基准值的元素移到数组的底部，将大于基准值的元素移到数组的顶部

/**
* 快速排序  
* 解析：
*   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。
* 理解重点：
*   直到所有子集只剩下一个y元素为止
* 对比：
*   快速排序适合用于大型数据集合，在处理小数据集合反而性能会下降。
*   快速排序是处理大数据集最快的排序算法之一，它是一种分而治之的算法，通过递归的方式将数据依次分解为包含较小元素和较大元素的不同子序列
*/
function qSort(list){  
    if(list.length === 0){  
        return [];  
    }  
    var lesser = [];  
    var greater = [];  
    var pivot = list[0]; 
    
    for(var i = 1; i < list.length; i++){  
        if(list[i] < pivot){  
            lesser.push(list[i]);  
        }else{  
            greater.push(list[i]);  
        }  
    }  
    return qSort(lesser).concat(pivot, qSort(greater));  
} 
var numElements = 10000;  
var arr = new CArray(numElements);  
setData(numElements,arr);  
console.time(‘快速排序耗时‘) ;
qSort(arr);
console.timeEnd(‘快速排序耗时‘)

 

与上面的希尔排序相比，10000个数字排序耗时20～25ms，大于希尔排序耗时，在js可计算范围内，实践出来的，希尔排序的效率比快速排序高