详解JavaScript数组比较函数compare function

背景

很多朋友在学习JavaScript的时候会碰到Array数组(对象)的一个方法——.sort()的排序问题,.sort()方法用于对数组中的元素进行排序。当我们数组中的元素都为字符串时,一般不会有问题,但当我们数组中的元素为数据时问题就来了,例如:20与100这两个元素来排序的话谁更大呢?用sort排序时会因为2比1先,从而得出20大于100这样的排列结果。因此,对于数组中的数字元素的排序我们一般会引入比较函数。也就是本文所讨论的"compare function"(也可称之为sortFunction),对于此函数与数据的sort()方法结合起来使用的工作机制,很让人迷惑,貌似w3schools上也没讲透彻,下面我们一起来探究下。

关于数组的sort()方法

myArray.sort()方法用于将当前数组对象的元素按指定顺序进行排序,并返回排序后的数组,该方法对原数组对象进行重排,并不会在内存中创建新的数组。

该方法属于Array对象,所有主流浏览器均支持该方法。

语法
array.sort( sortFunction )

关于sort方法的参数
sort方法的参数必须是一个用于比较排序的函数,这里称之为比较函数,英文里常称之为'sortFunction',为可选。
如果省略sortFunction参数,元素将按ASCII字符顺序的升序进行排列。
例:

//定义一个数组myArray
var myArray = []
myArray[0] = "10"
myArray[1] = "5"
myArray[2] = "40"
myArray[3] = "25"
myArray[4] = "1000"
myArray[5] = "1"
//定义一个比较函数sortFunction
function sortNumber(a,b)
{
return a - b //这里返回a减b的值,供后续的sort方法使用
}
console.log(myArray.sort())  //这里为省略sort方法参数的用法
//sort方法依据上面自定义的比较函数所返回的值的正、负、零来决定如何对当前两个数值进行排序
console.log(myArray.sort(sortNumber)) //1,5,10,25,40,1000

关于数组对象的sort方法的返回值
sort()方法的返回值为Array类型,返回排序后的数组对象。
在排序过程中,并不会创建新的数组对象,返回的数组对象就是经过排序后的当前数组本身。

如果在使用sort方法时,提供了sort方法的参数——“比较函数”(sortFunction),一般来说“比较函数”(sortfunction)必须携带两个参数(经常被命名为a和b),那么该函数会返回下列值之一:

  • 当a小于b的时候,则返回负值。
  • 当a等于b的时候,则返回零。
  • 当a大于b的时候,则返回正值。

数组的sort方法在两两比较数组中的元素值时,如果有指定“比较函数”,那么其则会依据“比较函数”中返回值的正、负、零,来决定当前两个数组元素的排序。

下面是比较函数的另一种写法:

//compare()函数是升序的一种写法:
function compare(value1,value2){
    if(value1<value2){
        return -1;
    }else if(value1==value2){
        return 0;
    }else{
        return 1;
    }
}

那么我们主要的困惑来了,数组的sort方法内部到底是如何运作的呢?

数组的sort()方法的内部排序机制——冒泡算法

冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。
它重复地两两比较要排序的数列,一次比较两个元素,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大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端,故名。

冒泡排序算法的运作原理如下:(从后往前)

  • 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  • 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。
  • 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  • 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。
    冒泡算法的原理如下动画演示,了解期机制才能真正理解在这过种中sort方法与比较函数compare function到底一起协同作了什么:
maopao

现在流行去Flash化,没法子上传了,只能放附件中,大家自己下载吧。
<a href="http://pan.baidu.com/s/1miSA8ZY">BubbleSort原理解析动画下载</a>

冒泡排序细节

交换排序的基本思想是:两两比较待排序记录的关键字,发现两个记录的次序相反时即进行交换,直到没有反序的记录为止。
应用交换排序基本思想的主要排序方法有:冒泡排序和快速排序。

具体排序方法

将被排序的记录数组R[1..n]垂直排列,每个记录R[i]看作是重量为R[i].key的气泡。根据轻气泡不能在重气泡之下的原则,从下往上扫描数组R:凡扫描到违反本原则的轻气泡,就使其向上"飘浮"。如此反复进行,直到最后任何两个气泡都是轻者在上,重者在下为止。

(1)初始
  R[1..n]为无序区。

(2)第一趟扫描
  从无序区底部向上依次比较相邻的两个气泡的重量,若发现轻者在下、重者在上,则交换二者的位置。即依次比较(R[n],R[n-1]),(R[n-1],R[n-2]),…,(R[2],R[1]);对于每对气泡(R[j+1],R[j]),若R[j+1].key<R[j].key,则交换R[j+1]和R[j]的内容。
 第一趟扫描完毕时,"最轻"的气泡就飘浮到该区间的顶部,即关键字最小的记录被放在最高位置R[1]上。

(3)第二趟扫描
  扫描R[2..n]。扫描完毕时,"次轻"的气泡飘浮到R[2]的位置上……
 最后,经过n-1 趟扫描可得到有序区R[1..n]

注意:

第i趟扫描时,R[1..i-1]和R[i..n]分别为当前的有序区和无序区。扫描仍是从无序区底部向上直至该区顶部。扫描完毕时,该区中最轻气泡飘浮到顶部位置R[i]上,结果是R[1..i]变为新的有序区。

因为每一趟排序都使有序区增加了一个气泡,在经过n-1趟排序之后,有序区中就有n-1个气泡,而无序区中气泡的重量总是大于等于有序区中气泡的重量,所以整个冒泡排序过程至多需要进行n-1趟排序。

若在某一趟排序中未发现气泡位置的交换,则说明待排序的无序区中所有气泡均满足轻者在上,重者在下的原则,因此,冒泡排序过程可在此趟排序后终止。为此,在下面给出的算法中,引入一个布尔量exchange,在每趟排序开始前,先将其置为FALSE。若排序过程中发生了交换,则将其置为TRUE。各趟排序结束时检查exchange,若未曾发生过交换则终止算法,不再进行下一趟排序。

附:
算法介绍 http://student.zjzk.cn/course_ware/data_structure/web/paixu/paixu8.3.1.1.htm

Tag:JavaScript
发布时间:2015-06-17
修订时间:2017-05-22

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