JavaScript 排序算法
bluestorm
8年前
<p>前言：在前端大全中看到这句话，以此共勉。 <strong>基础决定你可能达到的高度， 而业务决定了你的最低瓶颈</strong></p> <p>其实javascript算法在平时的编码中用处不大，不过不妨碍我们学习它，学习一下这些算法的思想，锻炼一下自己的思维模式。</p> <p>本文不会每种方法都介绍一下，只介绍一下七种，纯属为了学习而学习，如果觉得代码不是很好理解，可以将数组里面的内容代入函数里面。</p> <p>不过刚开始理解的时候确实挺头疼的。废话少说，搞起来！！</p> <h2><strong>冒泡排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p>从第一个元素开始，往后比较，遇到比自己小的元素就交换位置</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/c33a1651e1f72af822f53a1a369d80a9.gif"></p> <p><strong>特点：</strong></p> <p>交换的次数最多，所以它的性能是最差的</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">function bubbleSort(arr){ var len=arr.length; for(var i=0;i<len;i++){ for(var j=0;j<len-1-i;j++){ if(arr[j]>arr[j+1]){ //相邻元素两两对比 var temp=arr[j+1]; //交互位置,所以大的都放到了最后面 arr[j+1]=arr[j]; arr[j]=temp; } } } return arr; } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(bubbleSort(arr)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>插入排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p>插入排序的基本操作就是将一个数据插入到 <strong>已经排好序的有序数据中</strong> ，从而得到一个新的、个数加一的有序数据</p> <p>如图所示</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/4985908f26f839edb1583eb26d980462.jpg"></p> <p>在插入排序中，数组会被划分为两种，“有序数组块”和“无序数组块”，</p> <p>第一遍的时候从”无序数组块“中提取一个数20作为有序数组块。</p> <p>第二遍的时候从”无序数组块“中提取一个数60有序的放到”有序数组块中“，也就是20，60。</p> <p>第三遍的时候同理，不同的是发现10比有序数组的值都小，因此20，60位置后移，腾出一个位置让10插入。</p> <p>然后按照这种规律就可以全部插入完毕。</p> <p>下面是一张gif图</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/0ddc9dcd070302d9e1242f0f480dbf53.gif"></p> <p><strong>特点：</strong></p> <p>插入算法把要排序的数组分成两部分：</p> <p>第一部分包含了这个数组的所有元素，但将第一个元素除外（让数组多一个空间才有插入的位置）.</p> <p>第二部分就只包含这一个元素（即待插入元素）。在第一部分排序完成后，再将这个最后元素插入到已排好序的第一部分中</p> <p>比冒泡排序快一点</p> <p><strong>代码实现</strong>：</p> <pre> <code class="language-javascript">//插入排序 //假定当前元素之前的元素已经排好序，先把自己的位置空出来， //然后前面比自己大的元素依次向后移，直到空出一个"坑"， //然后把目标元素插入"坑"中 function insertSort(arr){ // 从第二个元素开始，因为要留出一个坑 for(var i=1;i<arr.length;i++){ var x=arr[i]; for(var j=i-1;arr[j]>x;j--){ //后挪空出位置 . arr[j+1]=arr[j]; } if(arr[j+1]!=x){ arr[j+1]=x; } } return arr; } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(insertSort(arr,2)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>希尔排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p><strong> </strong> 希尔排序也叫 <strong>递减增量排序算法</strong> ，是插入排序的一种神龟进化版。</p> <p>什么叫递减增量呢，就是定义一个间隔序列，例如是5，3，1。第一次处理，会处理所有间隔为5的，</p> <p>下一次会处理间隔为3的，最后一次处理间隔为1的元素。也就是相邻元素执行标准插入排序。</p> <p>步骤如下：</p> <p>1、先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分成d1个组。</p> <p>2、所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中，在各组内进行直接插入排序。</p> <p>3、取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序，</p> <p>4、直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1)，即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/d6eb66889df7846162c25d39b50d0d7b.jpg"></p> <p>这里增量的取法如下：</p> <p>第一次增量的取法为： d=count/2;</p> <p>第二次增量的取法为: d=(count/2)/2;</p> <p>最后一直到: d=1;</p> <p>看上图观测的现象为：</p> <p>d=3时：将40跟50比，因50大，不交换。</p> <p>将20跟30比，因30大，不交换。</p> <p>将80跟60比，因60小，交换。</p> <p>d=2时：将40跟60比，不交换，拿60跟30比交换，此时交换后的30又比前面的40小，又要将40和30交换，如上图。</p> <p>将20跟50比，不交换，继续将50跟80比，不交换。</p> <p>d=1时：这时就是前面讲的插入排序了，不过此时的序列已经差不多有序了，所以给插入排序带来了很大的性能提高。</p> <p><strong>特点：</strong></p> <p>由于多次插入排序，我们知道一次插入排序是稳定的，不会改变相同元素的相对顺序，但在不同的插入排序过程中，</p> <p>相同的元素可能在各自的插入排序中移动，最后其稳定性就会被打乱，所以shell排序是不稳定的。</p> <p>打个比方，我原来的数组是[5,4,3,2,1]的，这样一打乱就全部重新排了。</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">function shellSort(arr){ var gap=Math.floor(arr.length/2); while(gap>0){ for(var i=gap;i<arr.length;i++){ temp=arr[i]; for(var j=i;j>=gap&&arr[j-gap]>temp;j-=gap){ arr[j]=arr[j-gap]; } arr[j]=temp; } gap=Math.floor(gap/2); } return arr; } var arr = [2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(shellSort(arr)); //[1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>归并排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p> 归并排序法是将两个（或两个以上）有序表合并成一个新的有序表，即把待排序序列分为若干个子序列，每个子序列是有序的。然后再把有序子序列合并为整体有序序列。</p> <p>有以下几个步骤：</p> <p>1、把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列;</p> <p>2、对这两个子序列继续分为m/2的子序列，一直分下去</p> <p>3、将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。</p> <p><img src="https://simg.open-open.com/show/bc5212b7ff693be784265d779ce02c32.gif"></p> <p>再来一张静态图，比较好理解</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/c4b735f32509411f32705de50d716e94.png"></p> <p>这里需要补充是，归并中对数组的分割是从上往下的，归并中数组的比较是从下往上的。</p> <p><strong>特点：</strong></p> <p>速度仅次于快速排序，为稳定排序算法，一般用于对总体无序，但是各子项相对有序的数列.</p> <p>属于分治思想，递归归并</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">/* 排序并合并*/ function merge(left, right) { var re = []; while(left.length > 0 && right.length > 0) { if(left[0] < right[0]) { // 如果左边的数据小于右边的数据，将左边的数据取出，放到新数组那里 re.push(left.shift()); } else { re.push(right.shift()); } } /* 当左右数组长度不等.将比较完后剩下的数组项链接起来即可 */ return re.concat(left).concat(right); } function mergeSort(arr) { if(arr.length == 1){ return arr; } /* 首先将无序数组划分为两个数组 */ var mid = Math.floor(arr.length / 2); var left = arr.slice(0, mid); var right = arr.slice(mid); /* 递归分别对左右两部分数组进行排序合并 */ return merge(mergeSort(left), mergeSort(right)); } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(mergeSort(arr)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>快速排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p>1、在数据集之中，选择一个元素作为"基准"（pivot）。比如选择下面数字45</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/f8f8be1d3f364e2084764491522a4da9.png"></p> <p>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。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/697a99bc57165854870e5f708293050c.png"></p> <p>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。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/d4e5d0a778dba725091d8317e6bac939.gif"></p> <p>特点：速度 <strong>最快</strong> 。和归并排序不同的是，归并排序是先分为两组再继续排，而快速排序是边分边排</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">// 大致分三步： // 1、找基准（一般是以中间项为基准） // 2、遍历数组，小于基准的放在left，大于基准的放在right // 3、递归 function quickSort(arr){ //如果数组<=1,则直接返回 if(arr.length<=1){ return arr; } var pivotIndex=Math.floor(arr.length/2); //找基准，并把基准从原数组删除 var pivot=arr.splice(pivotIndex,1)[0]; //定义左右数组 var left=[]; var right=[]; //比基准小的放在left，比基准大的放在right for(var i=0;i<arr.length;i++){ if(arr[i]<=pivot){ left.push(arr[i]); }else{ right.push(arr[i]); } } //递归 return quickSort(left).concat([pivot],quickSort(right)); } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(quickSort(arr)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>选择排序</strong></h2> <p>原理：在要排序的一组数中，选出最小的一个数与第一个位置的数交换，然后剩下的数当中找出最小的与第二个位置的数交换，如此循环直到倒数第二个数和最后一个数为止。</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/2bdd6b162c403d376c56c02e8a5560af.gif"></p> <p>静态图：</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/db6d23e1ab1b146d81ec73c60d6566f6.jpg"></p> <p><strong>特点：</strong>可以说是冒泡排序的衍生品，效率比较一般般</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">// 在无序区中选出最小的元素，然后将它和无序区的第一个元素交换位置。 function selectSort(arr){ length = arr.length; for (var i = 0; i < length; i++){ // 循环数组 var _min = arr[i]; // 把每一次的 数组里面的数字记录下来 var k = i; // 记录下来索引 for (var j = i + 1; j < length; j++){ // 当前的数字与后一个数字相比较 if (_min > arr[j]){ //当前的数 大于 后面一个数的话 _min = arr[j]; // 就讲后面 的数值 保存下来 k = j; /// 保存索引 } } arr[k] = arr[i]; // 进行交换位置 arr[i] = _min; } return arr; } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(selectSort(arr)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>奇偶排序</strong></h2> <p><strong>原理：</strong></p> <p>选取所有奇数列的元素与其 <strong>右侧</strong> 相邻的元素进行比较，将较小的元素排序在前面；</p> <p>选取所有偶数列的元素与其 <strong>右侧</strong> 相邻的元素进行比较，将较小的元素排序在前面；</p> <p>重复前面两步，直到所有序列有序为止。</p> <p>如下图所示：</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/2b416d6518ef2a5daf31572516bc8cf1.png"></p> <p>gif图：</p> <p style="text-align:center"><img src="https://simg.open-open.com/show/3b5f51d11d0a086d88fb7fc54970a56f.gif"></p> <p><strong>特点：</strong>奇数和偶数序列交替比较</p> <p><strong>代码实现：</strong></p> <pre> <code class="language-javascript">function oddEvenSort(arr){ //swaped用来控制循环是否要继续，如果左边的都比右边的小，则退出循环，返回排好的数组 var swaped=true; var k=0; while(swaped){ if(k>0){ swaped=false; } for(var i=k;i<arr.length-1;i+=2){ if(arr[i]>arr[i+1]){ // 如果左边的数字比右边的大，两者交换位置 arr[i]=[ arr[i+1], arr[i+1]=arr[i] ][0]; swaped=true; } } k=[1,0][k]; //奇数和偶数之间的转行 } return arr; } var arr=[2,3,6,4,2,1,90,100,20,5]; console.log(oddEvenSort(arr)); // [1, 2, 2, 3, 4, 5, 6, 20, 90, 100] </code></pre> <h2><strong>总结</strong></h2> <p>本文只是总结了算法中的一部分，算法的精髓就在于他们的思想，在js中用处应该不是很大。如果第一遍看不太懂那些代码，可以试着自己敲一遍，我在总结的时候，遇到理解不了的代码，自己敲完理解程度就会加深一些。</p> <p>理解完，确实这些算法的实现思想博大精深，不得不感慨一下前辈们思想的深度。</p> <p> </p> <p>来自：http://www.cnblogs.com/xianyulaodi/p/6001122.html</p> <p> </p>