摘要:一冒泡排序算法介紹比較相鄰的兩個元素如果前一個比后一個大,則交換位置。它與冒泡排序的不同之處在于,它會優(yōu)先比較距離較遠(yuǎn)的元素。希爾排序的核心在于間隔序列的設(shè)定。作為一種線性時間復(fù)雜度的排序,計(jì)數(shù)排序要求輸入的數(shù)據(jù)必須是有確定范圍的整數(shù)。
一、冒泡排序
算法介紹:
比較相鄰的兩個元素,如果前一個比后一個大,則交換位置。
第一輪把最大的元素放到了最后面。
由于每次排序最后一個都是最大的,所以之后按照步驟1排序最后一個元素不用比較。
function bubble_sort(arr){ var swap; for(var i=0;iarr[j+1]){ swap=arr[j]; arr[j]=arr[j+1]; arr[j+1]=swap; } } } }
冒泡算法改進(jìn):
設(shè)置一個標(biāo)志,如果這一趟發(fā)生了交換,則為true。否則為false。如果這一趟沒有發(fā)生交換,則說明排序已經(jīng)完成。代碼如下:
function bubble_sort_1(arr) { var n = arr.length, flag = true, swap; while(flag){ flag = false; for(var j = 1; jarr[j]) { swap = arr[j-1]; arr[j-1] = arr[j]; arr[j] = swap; flag = true; }0 } n --; } return arr; }
假如數(shù)組長度是20,如果只有前十位是無序排列的,后十位是有序且都大于前十位,所以第一趟遍歷排序的時候發(fā)生交換的位置必定小于10,且該位置之后的必定有序,我們只需要排序好該位置之前的就可以,因此我們要來標(biāo)記這個位置就可以了,即可以記錄每次掃描中最后一次交換的位置,下次掃描的時候只要掃描到上次的最后交換位置就行了,因?yàn)楹竺娴亩际且呀?jīng)排好序的,無需再比較,代碼如下:
function bubble_sort_2(arr) { var n=arr.length; var j,k; var flag=n; var swap; while(flag>0) { k=flag; flag=0; for(j=1;jarr[j]) { swap=arr[j-1]; arr[j-1]=arr[j]; arr[j]=swap; flag=j; } } } }
每一次循環(huán)從兩頭出發(fā)算出最大和最小值,代碼如下:
function bubble_sort_3(arr) { var low = 0; var high= arr.length-1; //設(shè)置變量的初始值 var swap,j; while (low < high) { for (j= low; j< high; ++j) { //正向冒泡,找到最大者 if (arr[j]> arr[j+1]) { swap = arr[j]; arr[j]=arr[j+1];arr[j+1]=swap; } } --high; //修改high值, 前移一位 for (j=high; j>low; --j) { //反向冒泡,找到最小者 if (arr[j]在代碼3的基礎(chǔ)上記錄每次掃描最后一次交換的位置,下次掃描的時候只要掃描到上次的最后交換位置就行,同代碼2,代碼如下:
function bubble_sort_3(arr) { var low = 0; var high= arr.length-1; //設(shè)置變量的初始值 var swap,j; while (low < high) { var pos1 = 0,pos2=0; for (let i= low; i< high; ++i) { //正向冒泡,找到最大者 if (arr[i]> arr[i+1]) { swap = arr[i]; arr[i]=arr[i+1];arr[i+1]=swap; pos1 = i ; } } high = pos1;// 記錄上次位置 for (let j=high; j>low; --j) { //反向冒泡,找到最小者 if (arr[j]冒泡排序動圖演示:
二、快速排序算法介紹:
快速排序是對冒泡排序的一種改進(jìn),第一趟排序時將數(shù)據(jù)分成兩部分,一部分比另一部分的所有數(shù)據(jù)都要小。然后遞歸調(diào)用,在兩邊都實(shí)行快速排序。function quick_sort(arr){ if(arr.length<=1){ return arr; } var pivotIndex=Math.floor(arr.length/2); var pivot=arr.splice(pivotIndex,1)[0]; var left=[]; var right=[]; for(var i=0;i快速排序動圖演示:
三、選擇排序算法介紹:
選擇排序就是從一個未知數(shù)據(jù)空間里,選取之最放到一個新的空間代碼如下:
function selection_sort(arr) { var len = arr.length; var minIndex, swap; for (var i = 0; i < len - 1; i++) { minIndex = i; for (var j = i + 1; j < len; j++) { if (arr[j] < arr[minIndex]) { //尋找最小的數(shù) minIndex = j; //將最小數(shù)的索引保存 } } swap = arr[i]; arr[i] = arr[minIndex]; arr[minIndex] = swap; } return arr; }選擇排序動圖演示:
四、插入排序算法介紹:
從第一個默認(rèn)被排好序的元素開始
取出下一個元素,在已經(jīng)排序的元素序列中從后向前掃描
如果已排序的元素大于取出的元素,則將其分別向后移動一位
直到找到已排序的元素中小于或等于取出的元素,將取出的元素放到它的后一位
重復(fù)步驟2
代碼如下:
function insertion_sort(arr) { for (var i = 1; i < arr.length; i++) { var key = arr[i]; var j = i - 1; while ( arr[j] > key) { arr[j + 1] = arr[j]; j--; } arr[j + 1] = key; } return arr; }插入排序算法改進(jìn)-二分法插入排序:
function binaryInsertion_sort(arr) { for (var i = 1; i < arr.length; i++) { var key = arr[i], left = 0, right = i - 1; while (left <= right) { var middle = parseInt((left + right) / 2); if (key < arr[middle]) { right = middle - 1; } else { left = middle + 1; } } for (var j = i - 1; j >= left; j--) { arr[j + 1] = arr[j]; } arr[left] = key; } return arr; }插入排序法動圖演示:
五、希爾排序算法介紹:
希爾排序是冒泡排序的一種更高效率的實(shí)現(xiàn)。它與冒泡排序的不同之處在于,它會優(yōu)先比較距離較遠(yuǎn)的元素。希爾排序的核心在于間隔序列的設(shè)定。上圖中先每差5為一組進(jìn)行比較,之后再每差2為一組驚醒比較,最后就是兩兩比較。代碼如下:
function shell_sort(arr) { var len = arr.length, temp, gap = 1; while(gap < len/5) { //動態(tài)定義間隔序列 gap =gap*5+1; } for (gap; gap > 0; gap = Math.floor(gap/5)) { for (var i = gap; i < len; i++) { temp = arr[i]; for (var j = i-gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j-=gap) { arr[j+gap] = arr[j]; } arr[j+gap] = temp; } } return arr; }六、歸并排序算法介紹:
作為一種典型的分而治之思想的算法應(yīng)用,歸并排序的實(shí)現(xiàn)由兩種方法:自上而下的遞歸(所有遞歸的方法都可以用迭代重寫,所以就有了第2種方法)
自下而上的迭代
代碼如下:
function merge_sort(arr) { //采用自上而下的遞歸方法 var len = arr.length; if(len < 2) { return arr; } var middle = Math.floor(len / 2), left = arr.slice(0, middle), right = arr.slice(middle); return merge(mergeSort(left), mergeSort(right)); } function merge(left, right) { var result = []; while (left.length && right.length) { if (left[0] <= right[0]) { result.push(left.shift()); } else { result.push(right.shift()); } } while (left.length) result.push(left.shift()); while (right.length) result.push(right.shift()); return result; }歸并排序動圖演示 :
七、堆排序首先明白什么是堆,堆其實(shí)可以這么理解,類似金字塔,一層有一個元素,兩層有兩個元素,三層有四個元素,每層從數(shù)組中取元素,從左到右的順序放到堆相應(yīng)的位置上,也就是說每一層元素個數(shù)為2n-1 ;(n 代表行數(shù)),這就完成了建堆。
堆排序可以說是一種利用堆的概念來排序的選擇排序。分為兩種方法:大頂堆:每個節(jié)點(diǎn)的值都大于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值,在堆排序算法中用于升序排列
小頂堆:每個節(jié)點(diǎn)的值都小于或等于其子節(jié)點(diǎn)的值,在堆排序算法中用于降序排列
代碼如下:
var len; //因?yàn)槁暶鞯亩鄠€函數(shù)都需要數(shù)據(jù)長度,所以把len設(shè)置成為全局變量 function buildMaxHeap(arr) { //建立大頂堆 len = arr.length; for (var i = Math.floor(len/2); i >= 0; i--) { heapify(arr, i); } } function heapify(arr, i) { //堆調(diào)整 var left = 2 * i + 1, right = 2 * i + 2, largest = i; if (left < len && arr[left] > arr[largest]) { largest = left; } if (right < len && arr[right] > arr[largest]) { largest = right; } if (largest != i) { swap(arr, i, largest); heapify(arr, largest); } } function swap(arr, i, j) { var temp = arr[i]; arr[i] = arr[j]; arr[j] = temp; } function heapSort(arr) { buildMaxHeap(arr); for (var i = arr.length-1; i > 0; i--) { swap(arr, 0, i); len--; heapify(arr, 0); } return arr; }堆排序動圖演示:
八、計(jì)數(shù)排序算法介紹:
計(jì)數(shù)排序的核心在于將輸入的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化為鍵存儲在額外開辟的數(shù)組空間中。
作為一種線性時間復(fù)雜度的排序,計(jì)數(shù)排序要求輸入的數(shù)據(jù)必須是有確定范圍的整數(shù)。代碼如下:
function counting_sort(arr, maxValue) { var bucket = new Array(maxValue+1), sortedIndex = 0; arrLen = arr.length, bucketLen = maxValue + 1; for (var i = 0; i < arrLen; i++) { if (!bucket[arr[i]]) { bucket[arr[i]] = 0; } bucket[arr[i]]++; } for (var j = 0; j < bucketLen; j++) { while(bucket[j] > 0) { arr[sortedIndex++] = j; bucket[j]--; } } return arr; }計(jì)數(shù)排序動圖演示:
九、桶排序桶排序是計(jì)數(shù)排序的升級版。它利用了函數(shù)的映射關(guān)系,高效與否的關(guān)鍵就在于這個映射函數(shù)的確定。
為了使桶排序更加高效,我們需要做到這兩點(diǎn):在額外空間充足的情況下,盡量增大桶的數(shù)量
使用的映射函數(shù)能夠?qū)⑤斎氲腘個數(shù)據(jù)均勻的分配到K個桶中
同時,對于桶中元素的排序,選擇何種比較排序算法對于性能的影響至關(guān)重要。
什么時候最快(Best Cases):當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)可以均勻的分配到每一個桶中
什么時候最慢(Worst Cases):
當(dāng)輸入的數(shù)據(jù)被分配到了同一個桶中
代碼演示:
function bucketSort(arr, bucketSize) { if (arr.length === 0) { return arr; } var i; var minValue = arr[0]; var maxValue = arr[0]; for (i = 1; i < arr.length; i++) { if (arr[i] < minValue) { minValue = arr[i]; //輸入數(shù)據(jù)的最小值 } else if (arr[i] > maxValue) { maxValue = arr[i]; //輸入數(shù)據(jù)的最大值 } } //桶的初始化 var DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5; //設(shè)置桶的默認(rèn)數(shù)量為5 bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE; var bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1; var buckets = new Array(bucketCount); for (i = 0; i < buckets.length; i++) { buckets[i] = []; } //利用映射函數(shù)將數(shù)據(jù)分配到各個桶中 for (i = 0; i < arr.length; i++) { buckets[Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize)].push(arr[i]); } arr.length = 0; for (i = 0; i < buckets.length; i++) { insertionSort(buckets[i]); //對每個桶進(jìn)行排序,這里使用了插入排序 for (var j = 0; j < buckets[i].length; j++) { arr.push(buckets[i][j]); } } return arr; }十、基數(shù)排序基數(shù)排序須知:
基數(shù)排序有兩種方法:MSD 從高位開始進(jìn)行排序
LSD 從低位開始進(jìn)行排序
基數(shù)排序 vs 計(jì)數(shù)排序 vs 桶排序:
這三種排序算法都利用了桶的概念,但對桶的使用方法上有明顯差異:基數(shù)排序:根據(jù)鍵值的每位數(shù)字來分配桶
計(jì)數(shù)排序:每個桶只存儲單一鍵值
桶排序:每個桶存儲一定范圍的數(shù)值
代碼演示:
function radix_sort(arr, maxDigit) { var mod = 10; var dev = 1; var counter = []; for (var i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) { for(var j = 0; j < arr.length; j++) { var bucket = parseInt((arr[j] % mod) / dev); if(counter[bucket]== null) { counter[bucket] = []; } counter[bucket].push(arr[j]); } var pos = 0; for(var j = 0; j < counter.length; j++) { var value = null; if(counter[j]!=null) { while ((value = counter[j].shift()) != null) { arr[pos++] = value; } } } } return arr; }基數(shù)排序動圖演示:
參考:https://www.cnblogs.com/liyon...
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