递归:指在函数的定义中使用函数自身的方法;
排序算法的比较
术语解释
n:数据规模;
稳定:两个相等的值在排序前后相对位置是否改变,如果不会改变则成为稳定,反之为不稳定;
排序方式:内排序In-place是指所有操作都在内存中完成;外排序Out-place把数据放在磁盘中,排序通过磁盘和内存的数据传输才能进行;
时间复杂度:算法执行所消耗的时间;
空间复杂度:算法执行所需的内存的大小;
快速排序基于冒泡、递归分治。他在大数据情况下是最快的排序方式之一,平均事件复杂度很低(见图表)而且前面的系数很小,在大量随机输入的情况下最坏情况出现的概率是极小的。
动画演示
快速排序
js实现第一种看起来比较复杂,但是内存占用比较少。
function quickSort(arr, left, right) {
/*
* len为数组的长度;
* left为需要数组中参与排序的起始点;right为数组中参与排序的终止点;
* left如果有传数字那么就为left,没有传参则为0;
* right如果有传参那么就为right,没有传参则为len-1;
* 有传参可能会部分排序可能不会排序,没传参默认排序整个数组;
* partitionIndex为分组界限;
*/
var len = arr.length,
partitionIndex,
left = typeof left !== 'number' ? 0 : left,
right = typeof right !== 'number' ? len - 1 : right;
// 如果需要排序的起始索引小于终止索引则执行排序;递归的终止条件;
if (left < right) {
// partition的返回值作为partitionIndex来分隔数组;
// 索引partitionIndex左边的元素均小于arr[partitionIndex];
// 右边的元素均大于arr[partitionIndex];
partitionIndex = partition(arr, left, right);
// 数组中小于arr[partitionIndex]的部分(索引left到partitionIndex-1)再次使用quickSort排序;
quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
// 数组中大于arr[partitionIndex]的部分(索引partitionIndex+1到right)再次使用quickSort排序;
quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
}
// 递归执行直到不满足left return arr; } function partition(arr, left, right) { /* * 这部分是具体实现排序的部分; * 将left赋值给pivot,作为参照物,因为left在最左边,只需要从左到右比较一遍即可判断整个数组; * index索引是arr中待交换位置; */ var pivot = left, index = pivot + 1; // for循环从参照物arr[pivot]下一个元素arr[pivot+1]开始一直比较到子数组结束arr[right]; for (var i = index; i <= right; i++) { // 循环中如果有任何小于参照物的,就将他交换到index的位置,然后index向右移动到下一个位置; if (arr[i] < arr[pivot]) { swap(arr, i, index); index++; } } /* * 因为每次都是交换完后index移动到下一个位置,所以在循环结束时,index仍为待交换的位置; * 此时索引pivot+1到index-1的元素都小于参照物arr[pivot]; */ // 交换pivot和index-1索引的值之后index-1索引左边全都是小于arr[index-1]的元素; swap(arr, pivot, index - 1); // 返回index-1作为拆分子数组的分界线; return index - 1; } 第二种比较容易理解,但是内存占用较多。 function quickSort(arr) { /* * 创建len保存数组的长度,每次获取数组的长度都要实时查询不利于性能; * index作为保存取到的中间值; * pivot保存比较参照物; * left、right作为子数组的容器; */ var len = arr.length, index, pivot, left=[], right=[]; // 如果数组只有一位,就直接返回数组,递归的终止条件; if (len <= 1) return arr; //获取中间值的索引,使用Math.floor向下取整; index = Math.floor(len / 2); // 使用splice截取中间值,第一个参数为截取的索引,第二个参数为截取的长度; // 如果此处使用pivot=arr[index]; 那么将会出现无限递归的错误; // splice影响原数组,原数组长度减一; pivot = arr.splice(index, 1); len -= 1; // 小于arr[pivot]的存到left数组里,大于arr[pivot]的存到right数组; for (var i = 0; i < len; i++) { if (pivot > arr[i]) { left.push(arr[i]); } else { right.push(arr[i]); } } // 不断把分割的左右子数组传入quickSort,直到分割的只有一位直接返回子数组本身,递归终止; // 把每次分割的数组一层一层的用concat连接起来; // 每一层left里的元素都小于对应的pivot,right里的元素都大于对应的pivot; return quickSort(left).concat(pivot,quickSort(right)); }