JS常见简单算法排序

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2020-5-28

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我们面试中经常会遇到排序算法问题,我整理了冒泡排序、选择排序、插入插排等常见简单排序方法。希望此文想对了解排序的前端同学有所帮助。

封装排序数组

为了简单高效演示算法的实现思路,我先封装一个构造函数。以下排序我们默认都是从小到大排序,因为不论从大到小或者从小到大思路都一样。

function ArrayList() {
    // 创建排序数组
    this.list = [6, 3, 8, 5, 4, 1, 9, 7];
    // 排序结果以 - 分割展示
    this.toString = function () {
      return this.list.join('-')
    }
    // 交换数组 m 和 n 的位置
    this.swap = function (m, n) {
      var temp = this.list[n];
      this.list[n] = this.list[m];
      this.list[m] = temp;
    }
  }

冒泡排序

冒泡排序是依次比较相邻的两个数,将比较小的数放在前面,比较大的数放在后面。

  ArrayList.prototype.bubblesort = function () {
    // 第一个元素和第二个元素互换,大的放在后面, 9放最后面 [6, 3, 8, 5, 4, 1, 9, 7] => [3, 6, 5, 4, 1, 8, 7, 9]
    // 除了最后一个元素9,接着比较大小互换位置  [3, 6, 5, 4, 1, 8, 7, 9] =>  [3, 5, 4, 1, 6, 7, 8, 9]
    // 除了最后一个元素9和倒二个元素8,接着比较大小互换位置 [3, 5, 4, 1, 6, 7, 8, 9] => [3, 4, 1, 5, 6, 7, 8, 9]
    // 以此类推...   [3, 4, 1, 5, 6, 7, 8, 9] =>  [3, 1, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
    var len = this.list.length;
    for (var j = len - 1; j >= 0; j--) {
      for (var i = 0; i < j; i++) {
        if (this.list[i] > this.list[i + 1]) {
          this.swap(i, i + 1);
        }
      }
    }
    return this.toString(); // 1-3-4-5-6-7-8-9
  }

冒泡排序的比较次数是 1 + 2 +3 + … + N – 1 = N(N – 1)/2,大O表示法为O(N^2)。如果每两次比较交换一次那么冒泡排序的交换次数为 N(N – 1)/4。

选择排序

首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到已排序序列的末尾。

  ArrayList.prototype.selectsort = function () {
    // 遍历一轮找到最小元素1,他的下标为5,下标0和下标5对换位置  [6, 3, 8, 5, 4, 1, 9, 7] =>  [1, 3, 8, 5, 4, 6, 9, 7]
    // 再从第二个元素开始遍历,找到最小值,互换位置   [1, 3, 8, 5, 4, 6, 9, 7] =>  [1, 3, 8, 5, 4, 6, 9, 7]
    // 以此类推...   [1, 3, 8, 5, 4, 6, 9, 7] =>  [1, 3, 4, 5, 8, 6, 9, 7]
    var len = this.list.length;
    for (var j = 0; j < len - 1; j++) {
      var min = j;
      for (var i = j; i < len - 1; i++) {
        if (this.list[min] > this.list[i + 1]) {
          min = i + 1;
        }
      }
      this.swap(min, j);
    }
    return this.toString(); // 1-3-4-5-6-7-8-9
  }

选择排序的比较次数是 N – 1 + N – 2 + N – 3 + … + 1 = N*(N – 1)/2, 大O表示法为O(N^2)。 但是交换次数为 N – 1,比冒泡排序少很多。

插入排序

插入排序将第一待排序序列第一个元素看做一个有序序列,把第二个元素到最后一个元素当是未排序序列。从头到尾依次扫描未排序序列,将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置。

 ArrayList.prototype.insertsort = function () {
    // 获取第二个元素3,和第一个元素6对比,3比6小,交换位置  [6, 3, 8, 5, 4, 1, 9, 7] => [3, 6, 8, 5, 4, 1, 9, 7]
    // 获取第三个元素8,8 比前面两个元素 6 和 3 都大 所有位置不变 [3, 6, 8, 5, 4, 1, 9, 7] => [3, 6, 8, 5, 4, 1, 9, 7]
    // 以此类推...  [3, 6, 8, 5, 4, 1, 9, 7] => [3, 5, 6, 8, 4, 1, 9, 7]
    var len = this.list.length;
    for (var i = 1; i < len; ++i) {
      var j = i, temp = this.list[j];
      while (this.list[j - 1] > temp && j > 0) {
        this.list[j] = this.list[j - 1];
        j--;
      }
      this.list[j] = temp;
    }
    return this.toString();
  }
  var list = new ArrayList(); // 1-3-4-5-6-7-8-9

插入排序的比较次数是 (1 + 2 +3 + …+ N – 1)/2 = N*(N – 1)/4。它的比较次数和冒泡排序和选择排序相比是最少的。不过用大O表示法也为O(N^2)。

以上三种只是简单排序,而插入排序思想是高级排序实现的基础,后期更新介绍希尔排序和快速排序等高级排序内容。

作者:chinamasters