Javascript常見排序演算法的筆記
阿新 • • 發佈：2019-01-05
排序演算法主要針對的是陣列，所以，在開始學習之前，我們先自己新建一種資料結構來方便我們的學習。
function ArrayData () {
let ret = []
this.times = 0 // 統計執行次數
this.push = (item) => {
ret.push(item)
}
this.toString = () => {
return ret.join()
}
}
const arr = [34, 11, 45, 22, 31, 99, 68, 54]
氣泡排序
比較相鄰兩個數的大小，如果前面的數大於後面，則交換這兩個數的位置。要排序n個數字，需要經歷n-1次的遍歷。
按照字面要求，我們寫出來的程式碼是這樣的
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
顯然這種簡單粗暴的排序方式有很大的提升空間，比如，我們可以檢測每次排序，如果順序已經排列成功，就沒必要執行之後的迴圈了。
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
其實還是有優化的空間的。舉個例子，假設一共8個數，第一輪迴圈，會把最大的數冒泡排到第8位，第二輪迴圈，會把第二大的數排到第7位，所以，本輪循壞其實沒必要考慮最後一位了。同理，下一輪迴圈就不需要考慮後兩位。改進後的程式碼如下:
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
選擇排序
遍歷陣列，找出最小的數排在第一位，第二輪迴圈找出第二小的數放在第二位，以此類推。
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
把陣列分成前後兩部分，前面的一部分是排好序的，然後分別把後面一部分的數字插入到前面排好序的陣列中。所以，剛開始時設定第一個元素為排好序的部分，分別把後面的數字插入進來。
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
選一個數作為基準數，遍歷數列，把比它
放到他前面，比他小的放到他後面，然後再對基準數前後的數列遞迴上述操作，直到數列長度為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()
一句話實現快速排序。選擇第一個元素作為參考元素，利用filter把陣列分成大於參考元素和小於參考元素的兩個陣列，並對這兩個陣列遞迴呼叫快排函式。
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])))
}
希爾排序
希爾排序是把陣列按下標的一定增量分組，對每組進行插入排，隨著增量逐漸減少，每個陣列的長度越來越多，當增量減至1時，整個檔案恰被分成一組，演算法便終止。
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()
歸併排序
歸併排序採用分治的思想，將已有序的子序列合併，得到完全有序的序列。所以我們把數列分割成不超過兩個元素的陣列，然後將其合併。
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()