选择排序和冒泡排序

冒泡和选择排序在平时自己做项目的时候还是很常见的,这里记录下原理和手写的实现,方便日后查阅,排序动态图来自菜鸟教程,上面还有更多排序算法,有需要的可以查阅。

冒泡排序 Bubble Sort

冒泡排序还是一个比较直观的排序算法,不断比较,把小的数放在前面,越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端,就像水里的泡泡最终会浮到水面上一样,所以叫冒泡排序
最主要的原理就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。
动态图来自菜鸟教程

冒泡排序

用JavaScript来实现其实就是2个for循环嵌套

// 冒泡排序   
   function bubbleSort(arr) {
     // 保存传入的数组长度  
     let len = arr.length;
     // 进行嵌套for循环
     for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
         // 第一层执行length-1次,就是从数组的第一位到最后一位
         for (let j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
             // 这里是循环从头循环到排好顺序的数据
             if (arr[j] > arr[j+1]) {
               // 如果后面的数更小,就保存后面的数字         
               let temp = arr[j+1];
               // 元素交换      
               arr[j+1] = arr[j];
               arr[j] = temp;
             }
         }
     }
     return arr;
   }

例如现在有个数组let arr1 = [50,3,23,2,45,7],他的冒泡排列执行顺序如下

  1. i=0,最外层for循环循环5次,j=0,第二层for循环5次
    根据程序是拿50和后面的数据排序,最后能得到[3,23,2,45,7,50]这样一个数组,之后i++
  2. 此时 i=1,最外层还需循环4次,j还是等于0,但是j所在的循环此时执行4次
    根据程序是拿3和[23,2,45,7]来排序,最后可得到[3,2,23,7,45,50]这样的数组,最大的两个数已经确定了,之后i++
  3. 此时 i=2,最外层还需3次,j循环此时还需3次
    相当于拿3和[2,23,7]比较,可以得到[2,3,7,23,45,50]数组,此时i++,我们这边看到当前数组已经排序好了,但是程序没有,还需之后该的2次循环,程序才会结束返回结果

由此可见:N个数字要排序完成,总共进行N-1趟排序,每i趟的排序次数为(N-i)次,所以可以用双重循环语句,外层控制循环多少趟,内层控制每一趟的循环次数。
所以冒泡排序总的平均时间复杂度为:O(n²)

选择排序

选择排序十分直观,直接选择第一个数据,逐个比较,把最小的数据放到第一位,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小元素,放到第二位,以此类推,直到全部待排序的数据元素的个数为零。
演示动态图来自菜鸟教程

选择排序

   // 选择排序
   function selectionSort(arr) {
     // 保存传入数组的长度
     let len = arr.length;
     // 定义2个参数 minIndex用于保存最小数的index,temp用于交换数据 
     let minIndex, temp;
     // 开始执行循环,循环次数为数组长度 - 1
     for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
         // 假定当前i是最小数的index
         minIndex = i;
         // 从当前i之后开始循环,比较每一个数
         for (let j = i + 1; j < len; j++) {
             // 每当当前数小于最小数的时候
             if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                 // 将最小数的索引保存     
                 minIndex = j;                 
             }
         }
         // 交换数据
         temp = arr[i];
         arr[i] = arr[minIndex];
         arr[minIndex] = temp;
     }
     return arr;
   }

假设有这个数组let arr2 = [50,3,23,2,45,7,1,999,100,200],那么需要循环9次,每次交换后的结果如下图

选择排序

看每次交换后的输出还是很好理解的,就是顺序取数,然后比较,和剩余数据中最小的数字交换即可。所以无论什么数据传入都要判断一次,时间复杂度都是O(n²),因此不太适合太大的数据。

不难看出,两个循环都使用双层for循环数组,并且最外层循环的次数都相同,本质上的区别是,两者找到最大(最小)数的方法不同,冒泡是不断交换找到,选择是找到序号之后再交换。

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