JavaScript实现常见排序及搜索算法

前言

在本部分将主要学习常用的排序和搜索算法: 如:冒泡排序、选择排序、插入排序、归并排序、 快速排序和堆排序等以及:顺序搜索和二分搜索算法。

//1、在开始排序算法之前,先创建一个数组(列表)来表示待排序和搜索的数据结构。

function ArrayList() {
    var array = []; //1.1定义一个数组来存放数据
    this.insert = function (item) {  //1.2定义一个插入方法来向数据结构中添加元素
        array.push(item);
    };
    this.toString = function () { //使用js原生的join方法,来拼接数组中的所有元素
        return array.join('-');
    };
 //未改进时的冒泡排序:
    /***
     * 冒泡排序比较任何两个相邻的项,如果第一个比第二个大,则交换它们。
     *  时间复杂度为 O(n^2)
     */
    this.bubbleSort = function () {
        var length = array.length;
        for (var i = 0; i < length; i++) { //控制循环次数
            for (var j = 0; j < length - 1; j++) { //不断比较交换相邻位置的数据
                if (array[j] > array[j + 1]) {
                    swap(array, j, j + 1);
                }
            }
        }
    };
    //改进后的冒泡排序
    /**
     *  如果从内循环减去外循环中已经跑过的次数,就可以避免内循环中所有不必要的比较
     * */
    this.modifiedBubbleSort = function () {
        var length = array.length;
        for (var i = 0; i < length; i++) {
            for (var j = 0; j < length - 1 - i; j++) {
                if (array[j] > array[i]) {
                    swap(j, j + 1);
                }
            }
        }
    };


    /**
     * 选择排序:选择排序算法是一种原址比较排序算法。选择排序大致的思路是找到数据结构中最小值并将其放在第一位,
     * 接着找到第二小的值并将其放在第二位,以此类推。
     *  其时间复杂度也为O(n^2)
     *
     * */
    //选择排序算法的源代码:
    this.selectionSort = function () {
        var length = array.length;
        var indexMin;
        for (var i = 0; i < length - 1; i++) {//外循环迭代数组,并控制迭代轮次(数组的第n个值====下一个最小值)
            indexMin = i; //假设本轮迭代的最小值
            for (var j = i; j < length; j++) {
                //从当前的i值开始至数组结束,比较是否位置j的值比当前最小值小,如果是
                if (array[indexMin] > array[j]) {
                    indexMin = j;//则改变最小值至新最小值
                }
            }//当内循环结束,得出数组第n小的值

            if (i !== indexMin) {//如果该最小值和原最小值不同,则交换其值
                [array[i], array[indexMin]] = [array[indexMin], array[i]];
            }
        }
    };

    /**
     * 插入排序:插入排序每次排一个整数项,以此构建最后的排序数组。
     *
     * */
    this.insertionSort = function () {
        var length = array.length;
        var j, temp;
        for (var i = 1; i < length; i++) {//迭代数组来给第i项找到正确的位置
            j = i;
            temp = array[i];//用i的值来初始化一个辅助变量并将其值亦存储于--临时变量
            while (j > 0 && array[j - 1] > temp) {//查找正确的位置插入
                array[j] = array[j - 1];//如果数组中前面的值比待比较的值大,把前面的值移到当前位置,J--
                j--;
            }
            array[j] = temp;  //直到前面的值部不大于temp时,把temp放入当前的位置中。然后迭代下一项继续排序
        }
    };

    /**
     * 归并排序:归并排序是第一个可以被实际使用的算法
     *前面几个算法的性能不好,归并排序不错,其复杂度为
     * 时间复杂度:O(nlog^n)
     * 归并排序是一种分治算法。其思想是将原始数组切分成较小的数组
     * 直到每个小数组只有一个位置,接着小数组归并成较大的数组,直到最后只有一个排序完毕的大数组
     * */
     this.mergeSort = function(){
         array = mergeSortRec(array);
     };


     /**
      *  快速排序:最常用的算法,它的复杂度为O(nlog^n)
      * (1)首先,从数组中选择中间一项作为主元。
      * (2)创建两个指针,左边一个指向数组第一项,右边一个指向数组最后一项。
      * 移动左指针直到我们找到一个比主元大的元素,接着,移动右指针直到找到一个比主元小的元素。
      * 然后交换它们,重复这个过程,直到左指针超过了右指针。
      * 这个过程使得比主元小的值都排在主元之前,而比主元大的值都排在主元之后
      *(3)接着,算法对划分后的小数组(较主元小的值组成的子数组,以及较主元大的值组成的子数组)
      * 重复之前的两个步骤,直至数组已经完全排序。
      **/
     this.quickSort = function(){
         quick(array, 0, array.length - 1);
     };

    //搜索算法
    /**
     *  顺序搜索:顺序或线醒搜索是最基本的搜索算法。它的机制是:
     *  将每一个数据结构中的元素和我们要找的元素做比较。顺序搜索是最低效的
     *  一种搜索算法。
     * */
    this.sequentialSearch = function(item){
        for(var i=0;iitem){
                high = mid -1;
            }else{
                return mid;  //返回的是索引
            }
        }
        return -1;
    };

}

   //快速排序划分过程:
    var partition = function(array,left,right){
       var pivot = array[Math.floor((right + left)/2)];//选择中间项作为主元
        var i= left; //初始化为数组第一个元素
        var j = right; //初始化为数组最后一个元素
        while(i<= j){
            while(array[i] < pivot){ //移动指针直到找到一个元素比主元大
                i++;
            }
            while(array[j] > pivot){ //对于right指针做同样的事,移动找到比主元小的
                j--;
            }
            if(i<= j){ //当左指针指向的元素比主元大且右指针指向的元素比主元小,且此时左指针索引没有右指针索引大,则交换它们
                swap(array,i,j);
                i++;
                j--;
            }
        }
        return i;
    };

      // 声明方法来调用递归函数,传递待排序数组,以及索引0及其最末的位置作为参数。
    var quick = function(array,left,right){
        var index;  //定义该变量,帮助我们将子数组分离为较小的数组和较大的数组
        if(array.length >1){
            index = partition(array,left,right);
            if(left < index -1){
                quick(array,left,index-1);
            }
            if(index < right){
                quick(array,index,right);
            }
        }
    };



    //以下为归并排序
   // 实际被执行的辅助函数
    var  mergeSortRec = function(array){
     var length = array.length;
     if(length ===1){   //结束条件
         return array;
     }
     var  mid = Math.floor(length/2);//获得数组的中间位
     var left = array.slice(0,mid); //数组将其分成两个小数组
     var right = array.slice(mid,length);
     return merge(mergeSortRec(left),mergeSortRec(right));
    };
    //定义merge函数,负责合并和排序小数组来产生大数组
    //直到回到原始数组并已经排序完成。
    var merge = function(left,right){
        var result = [];
        var iL = 0;
        var iR = 0;
        while(iL < left.length && ir < right.length) { // {8}
            if (left[iL] < right[iR]) {
                result.push(left[iL++]); // {9}
            } else {
                result.push(right[iR++]);
            }
        }
        while(iL 

测试:


//测试冒泡排序算法
//定义一个函数自动地创建一个未排序的数组,数组的长度由函数的参数指定
function createNonSortedArray(size){
    var array = new ArrayList();
    for(var i = size;i>0;i--){
       array.insert(i);
    }
    return array;
}
//测试冒泡结果
var array = createNonSortedArray(5);
console.log("冒泡排序前:",array.toString());
array.bubbleSort();
console.log("冒泡排序后:",array.toString());

//测试选择排序算法
var selectionArry = createNonSortedArray(5);
console.log("选择排序前:",selectionArry.toString());
selectionArry.selectionSort();
console.log("选择排序后:",selectionArry.toString());


//测试插入排序算法
var  insertArry = createNonSortedArray(5);
console.log("插入排序前:",insertArry.toString());
insertArry.selectionSort();
console.log("插入排序后:",insertArry.toString());

console.log("二分查找后的数据",insertArry.binarySeach(3));

执行结果

JavaScript实现常见排序及搜索算法_第1张图片

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