基本排序算法原理与实现方法详解【插入/选择

基本排序算法原理与实现方法详解【插入/选择

算法描述:
1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
2. 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
3. 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
4. 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
5. 将新元素插入到该位置后
6. 重复步骤 2~5

现有一组数组 arr = [5, 6, 3, 1, 8, 7, 2, 4]

[5] 6 3 1 8 7 2 4 //第一个元素被认为已经被排序 [5,6] 3 1 8 7 2 4 //6与5比较,放在5的右边 [3,5,6] 1 8 7 2 4 //3与6和5比较,都小,则放入数组头部 [1,3,5,6] 8 7 2 4 //1与3,5,6比较,则放入头部 [1,3,5,6,8] 7 2 4 [1,3,5,6,7,8] 2 4 [1,2,3,5,6,7,8] 4 [1,2,3,4,5,6,7,8]

编程思路:双层循环,外循环控制未排序的元素,内循环控制已排序的元素,将未排序元素设为标杆,与已排序的元素进行比较,小于则交换位置,大于则位置不动

function insertSort(arr){ var tmp; for(var i=1;i<arr.length;i++){ tmp = arr[i]; for(var j=i;j>=0;j--){ if(arr[j-1]>tmp){ arr[j]=arr[j-1]; }else{ arr[j]=tmp; break; } } } return arr }

时间复杂度O(n^2)

选择排序

基本排序算法原理与实现方法详解【插入/选择

算法描述:直接从待排序数组中选择一个最小(或最大)数字,放入新数组中。

[1] 5 6 3 8 7 2 4 [1,2] 5 6 3 8 7 4 [1,2,3] 5 6 8 7 2 4 [1,2,3,4] 5 6 8 7 [1,2,3,4,5] 6 8 7 [1,2,3,4,5,6] 8 7 [1,2,3,4,5,6,7] 8 [1,2,3,4,5,6,7,8]

编程思路:先假设第一个元素为最小的,然后通过循环找出最小元素,然后同第一个元素交换,接着假设第二个元素,重复上述操作即可

function selectSort(array) { var length = array.length, i, j, minIndex, minValue, temp; for (i = 0; i < length - 1; i++) { minIndex = i; minValue = array[minIndex]; for (j = i + 1; j < length; j++) {//通过循环选出最小的 if (array[j] < minValue) { minIndex = j; minValue = array[minIndex]; } } // 交换位置 temp = array[i]; array[i] = minValue; array[minIndex] = temp; } return array }

时间复杂度O(n^2)

归并排序

基本排序算法原理与实现方法详解【插入/选择

算法描述:
1. 把 n 个记录看成 n 个长度为 l 的有序子表
2. 进行两两归并使记录关键字有序,得到 n/2 个长度为 2 的有序子表
3. 重复第 2 步直到所有记录归并成一个长度为 n 的有序表为止。

5 6 3 1 8 7 2 4 [5,6] [3,1] [8,7] [2,4] [5,6] [1,3] [7,8] [2,4] [5,6,1,3] [7,8,2,4] [1,3,5,6] [2,4,7,8] [1,2,3,4,5,6,7,8]

编程思路:将数组一直等分,然后合并

function merge(left, right) { var tmp = []; while (left.length && right.length) { if (left[0] < right[0]) tmp.push(left.shift()); else tmp.push(right.shift()); } return tmp.concat(left, right); } function mergeSort(a) { if (a.length === 1) return a; var mid = Math.floor(a.length / 2) , left = a.slice(0, mid) , right = a.slice(mid); return merge(mergeSort(left), mergeSort(right)); }

时间复杂度O(nlogn)

快速排序

基本排序算法原理与实现方法详解【插入/选择

算法描述:

在数据集之中,选择一个元素作为”基准”(pivot)。

所有小于”基准”的元素,都移到”基准”的左边;所有大于”基准”的元素,都移到”基准”的右边。这个操作称为分区 (partition)操作,分区操作结束后,基准元素所处的位置就是最终排序后它的位置。

对”基准”左边和右边的两个子集,不断重复第一步和第二步,直到所有子集只剩下一个元素为止。

5 6 3 1 8 7 2 4 pivot | 5 6 3 1 9 7 2 4 | storeIndex 5 6 3 1 9 7 2 4//将5同6比较,大于则不更换 | storeIndex 3 6 5 1 9 7 2 4//将5同3比较,小于则更换 | storeIndex 3 6 1 5 9 7 2 4//将5同1比较,小于则不更换 | storeIndex ... 3 6 1 4 9 7 2 5//将5同4比较,小于则更换 | storeIndex 3 6 1 4 5 7 2 9//将标准元素放到正确位置 | storeIndex pivot

上述讲解了分区的过程,然后就是对每个子区进行同样做法

function quickSort(arr){ if(arr.length<=1) return arr; var partitionIndex=Math.floor(arr.length/2); var tmp=arr[partitionIndex]; var left=[]; var right=[]; for(var i=0;i<arr.length;i++){ if(arr[i]<tmp){ left.push(arr[i]) }else{ right.push(arr[i]) } } return quickSort(left).concat([tmp],quickSort(right)) }

上述版本会造成堆栈溢出,所以建议使用下面版本

原地分区版:主要区别在于先进行分区处理,将数组分为左小右大

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