4.[数据结构与算法javascript]——几类排序算法(2021-09-11)

排序算法说明:

(1)对于评述算法优劣术语的说明

稳定:如果a原本在b前面,而a=b,排序之后a仍然在b的前面;

不稳定:如果a原本在b的前面,而a=b,排序之后a可能会出现在b的后面;

内排序:所有排序操作都在内存中完成;

外排序:由于数据太大,因此把数据放在磁盘中,而排序通过磁盘和内存的数据传输才能进行;

时间复杂度: 一个算法执行所耗费的时间。

空间复杂度: 运行完一个程序所需内存的大小。

(2)排序算法图片总结:


1..冒泡排序(Bubble Sort)

平均复杂度:o(n^2)    空间复杂度:o(1)    稳定性:稳定

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。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小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

算法描述

• 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换它们两个;

• 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,这样在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;

• 重复步骤1~3,直到排序完成。

function bubbleSort(arr) {

    var len = arr.length;

    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {

        for (var j = 0; j < len - 1 - i; j++) {

            if (arr[j] > arr[j+1]) {      // 相邻元素两两对比

                var temp = arr[j+1];      // 元素交换

                arr[j+1] = arr[j];

                arr[j] = temp;

            }

        }

    }

    return arr;

}

2.选择排序(Selection Sort)

【首先从原始数组中找到最小的元素,并把该元素放在数组的最前面,然后再从剩下的元素中寻找最小的元素,放在之前最小元素的后面,知道排序完毕。】

  平均复杂度:o(n^2)    空间复杂度:o(1)    稳定性:不稳定

选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理:首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下:

• 初始状态:无序区为R[1..n],有序区为空;

• 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时,当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n)。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区;

• n-1趟结束,数组有序化了。

代码实现

function selectionSort(arr) {

    var len = arr.length;

    var minIndex, temp;

    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {

        minIndex = i;

        for (var j = i + 1; j < len; j++) {

            if (arr[j] < arr[minIndex]) {    // 寻找最小的数

                minIndex = j;                // 将最小数的索引保存

            }

        }

        temp = arr[i];

        arr[i] = arr[minIndex];

        arr[minIndex] = temp;

    }

    return arr;

}

3.插入排序(Insertion Sort)

平均复杂度:o(n^2)    空间复杂度:o(1)    稳定性:稳定

插入排序(Insertion-Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。

算法描述

一般来说,插入排序都采用in-place在数组上实现。具体算法描述如下:

• 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;

• 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;

• 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;

• 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;

• 将新元素插入到该位置后;

• 重复步骤2~5。

function insertionSort(arr) {

    var len = arr.length;

    var preIndex, current;

    for (var i = 1; i < len; i++) {

        preIndex = i - 1;

        current = arr[i];

        while (preIndex >= 0 && arr[preIndex] > current) {

            arr[preIndex + 1] = arr[preIndex];

            preIndex--;

        }

        arr[preIndex + 1] = current;

    }

    return arr;

}

4.快速排序

var quickSort = function(arr) { 

  if (arr.length <= 1) {return arr; }//判断数组,一个长度直接返回

  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2);

  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];//找出基准元素

  var left = []; 

  var right = [];   

  for (var i = 0; i < arr.length; i++){

//循环把元素分别放入左边和右边数组       

  if (arr[i] < pivot) { 

    left.push(arr[i]);   

  } else {   

    right.push(arr[i]);   

  } 

}   

return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));

};

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