Javascript 基本排序算法(冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序)

冒泡排序

之所以叫冒泡排序的原因是,数据值会像气泡一样从数组的一端漂浮到另一端。
假设正在将一组数字按照升序排列,较大的值会浮动到数组的右侧,而较小的值则会浮动到数组的左侧。之所以会产生这种现象是因为算法会多次在数组中移动,比较相邻的数据,当左侧值大于右侧值时将他们进行互换

特点:外层循环每次找出最大值 内层循环遍历每次减少循环的次数。

Array.prototype.bubbleSort = function() {
    for (let i = 0; i < this.length; i++) {
        for (let j = 0; j < this.length - 1 - i; j++) {
            if (this[j] > this[j + 1]) {
                let temp = this[j]
                this[j] = this[j + 1]
                this[j + 1] = temp
            }
        }
    }
    return this
}

// 测试代码
console.log([5, 4, 3, 2, 1].bubbleSort())

选择排序

选择排序是从数组的开头开始,将第一个元素和其他元素进行比较,检查完所有的元素后,将最小的元素放到数组的第一个位置,然后算法会从第二个位置继续。这个过程一直进行,当进行到数组的倒数第二个元素时,所有的元素便完成了排序。

特点:外层循环从数组的第一个元素移动到数组的第二个元素;内循环从第一个数组元素移动到最后一个元素;

内层循环寻找最小值的位置,且内层循环的遍历从i开始, 因为每次都少遍历一个元素,适用于求最小值。

Array.prototype.selectionSort = function() {
    for(let i = 0; i < this.length -1; i++) {
        let indexMin = i; 

        for(var j = i; j < this.length; j++) {
            if(this[indexMin] > this[j]) {
                indexMin = j
            }
        }

        if(i != indexMin) { 
            let temp = this[i]
            this[i] = this[indexMin]
            this[indexMin] = temp 
        }
    }
    
    return this
}

// 测试代码
console.log([5, 4, 3, 2, 1].selectionSort())

插入排序

依次选择元素,插入到合适的位置。

特点:从第二个元素开始插入,外循环将数据元素挨个移动,而内循环则对外循环中选中的元素及它前面的那些元素进行比较。如果外循环中选中的元素比内循环中的元素小,那么数据元素会向右移动,为内循环中的这个元素腾出位置。

这种方法是常见的写法。

Array.prototype.insertionSort = function () {
    let j 
    let temp 

    for(let i = 1; i < this.length; i++) {
        j = i // 位置
        temp = this[i] // 当前值

        while(j > 0 && this[j - 1] > temp) {
            this[j] = this[j -1]
            j--
        }

        this[j] = temp 
        console.log(this.join(', '))
    }
    return this
}

改写插入排序

将while循环改写为for循环

外层循环挨个移动元素,内循环对外循环选中的元素以及它前面的哪些元素进行比较,如果外循环中选中的元素比内循环中选中的元素小,那么数据元素会向右移动。

Array.prototype.insertionSort (arr) {
    for(let i = 1; i < arr.length; i++) {
        let temp = arr[i]
        let tempIndex = i; 

        for(let j = i; j > 0; j--) {
            if(arr[j - 1] < temp) {
                break;
            }
            arr[i] = arr[j - 1]
            tempIndex = j -1;
        }
        arr[tempIndex] = temp;
    }
    return arr
}

console.log([2, 7, 0, 2, 45, 12].insertionSort())

这三种排序算法中,选择排序和插入排序要不冒泡排序快,插入排序是这三种算法中最快的。

快速排序

  1. 选择基准
  2. 定义两个空数组, 用来存放一左一右的两个子集
  3. 然后开始遍历数组, 小于基准的元素放入左边, 大于基准的元素放入右边的子集
  4. 最后使用递归不断重复这个过程, 就可以得到排序后的数组
var quickSort = function (arr) {
    if (arr.length <= 1) {
        return arr
    }

    let baseIndex = Math.floor(arr.length / 2); 
    let base = arr.splice(baseIndex, 1)[0]; // 这里不可以直接赋值 arr[baseIndex] 否则会报错 VM448:15 Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded
    let left = []; 
    let right = [];
    
    for(var i = 0; i < arr.length; i++) { // 这里不能使用let,否则报错 VM410:1 Uncaught RangeError: Maximum call stack size exceeded
        if(base < arr[i]) {
            right.push(arr[i])
        } else {
            left.push(arr[i])
        }
    }

    return quickSort(left).concat([base], quickSort(right))
}

var b = [2, 0, 2, 1, 30, 1, 0]
console.log(quickSort(b))

使用ES6的新特性重写快排

function quickSortES6(arr) {
    if(!arr.length) {
        return []
    }
    if(arr.length == 1) {
        return arr 
    }

    const [pivot, ...rest] = arr

    return [
        ...quickSortES6(rest.filter(x => x < pivot)),
        pivot,
        ...quickSortES6(rest.filter(x => x >= pivot))
    ]
}

var b = [2, 0, 2, 1, 30, 1, 0]
console.log(quickSortES6(b))
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