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JavaScript实现冒泡排序法、插入排序法、快速排序法

1.冒泡排序法

1.1 概念

冒泡排序(Bubble Sort),是一种计算机科学领域的较简单的排序算法。

它重复地走访过要排序的元素列,依次比较两个相邻的元素,如果顺序(如从大到小、首字母从Z到A)错误就把他们交换过来。走访元素的工作是重复地进行直到没有相邻元素需要交换,也就是说该元素列已经排序完成。

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(升序或降序排列),就如同碳酸饮料中二氧化碳的气泡最终会上浮到顶端一样,故名“冒泡排序”。

1.2 原理示意图

冒泡排序
流程图1

1.3 代码
const arr = [5, 2, 7, 8, 34, 7, 39, 12, 56, 9, 1]

  function bubbleSort(arr) {
    const len = arr.length
    // 外层循环i控制比较的轮数
    for (let i = 0; i < len; i++) {
      // 里层循环控制每一轮比较的次数j,arr[i] 只用跟其余的len - i个元素比较
      for (let j = 1; j < len - i; j++) {
        // 若前一个元素"大于"后一个元素,则两者交换位置
        if (arr[j - 1] > arr[j]) {
          [arr[j - 1], arr[j]] = [arr[j], arr[j - 1]]
        }
      }
    }
    return arr
  }

  console.log(bubbleSort(arr))	// [1, 2,  5,  7,  7, 8, 9, 12, 34, 39, 56]
  
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改进的冒泡排序法:

function bubbleSort(arr) {
    let temp = null, flag = 1
    const len = arr.length
    for (let i = 0; i <= len - 1 && flag === 1; i++) {
      flag = 0
      for (let j = 0; j < len - i; j++) {
        if (arr[j] > arr[j + 1]) {
          temp = arr[j + 1]
          arr[j + 1] = arr[j]
          arr[j] = temp
          flag = 1// 发生数据交换flag置为1
        }
      }
    }
    return arr
  }
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2.插入排序法

2.1 概念

一般也被称为直接插入排序(Insert Sort)。对于少量元素的排序,它是一个有效的算法。插入排序是一种最简单的排序方法,它的基本思想是将一个记录插入到已经排好序的有序表中,从而一个新的、记录数增1的有序表。在其实现过程使用双层循环,外层循环对除了第一个元素之外的所有元素,内层循环对当前元素前面有序表进行待插入位置查找,并进行移动。

插入排序是指在待排序的元素中,假设前面n-1(其中n>=2)个数已经是排好顺序的,现将第n个数插到前面已经排好的序列中,然后找到合适自己的位置,使得插入第n个数的这个序列也是排好顺序的。按照此法对所有元素进行插入,直到整个序列排为有序的过程,称为插入排序。

2.2 原理示意图

插入排序
插入排序的工作方式像许多人排序一手扑克牌。开始时,我们的左手为空并且桌子上的牌面向下。然后,我们每次从桌子上拿走一张牌并将它插入左手中正确的位置。为了找到一张牌的正确位置,我们从右到左将它与已在手中的每张牌进行比较。拿在左手上的牌总是排序好的,原来这些牌是桌子上牌堆中顶部的牌 。
插入排序

2.3 代码
  const arr = [5, 2, 7, 8, 34, 7, 39, 12, 56, 9, 1]

  function insertSort(arr) {
    const handle = [arr[0]], len = arr.length
    for (let i = 1; i <= len - 1; i++) {
      const current = arr[i]
      for (var j = handle.length - 1; j >= 0; j--) {
        if (current > handle[j]) {
          handle.splice(j + 1, 0, current)
          break
        }
        if (j === 0) {
          handle.unshift(current)
        }
      }
    }
    return handle
  }

  console.log(insertSort(arr))	// [1, 2,  5,  7,  7, 8, 9, 12, 34, 39, 56]
  
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优化的插入排序法:

优化的插入排序

	//将arr[]按升序排列,插入排序法
  function insertSort(arr) {
    for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
      //将arr[i]插入到arr[i-1],arr[i-2],arr[i-3]……之中
      for (let j = i; j > 0; j--) {
        if (arr[j] < arr[j - 1]) {
          [arr[j - 1], arr[j]] = [arr[j], arr[j - 1]]
        }
      }
    }
    return arr
  }
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3.快速排序法

3.1 概念

快速排序(Quick Sort)是对冒泡排序的一种改进。

快速排序由C. A. R. Hoare在1960年提出。它的基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

3.2 原理示意图
快速排序
快速排序
3.3 代码
  const arr = [5, 2, 7, 8, 34, 7, 39, 12, 56, 9, 1]

  function quickSort(arr) {
    // 4.结束递归(当ary小于等于一项,则不用处理)
    if (arr.length <= 1) {
      return arr
    }
    // 1. 找到数组的中间项,在原有的数组中把它移除
    const middleIndex = Math.floor(arr.length / 2)
    const middle = arr.splice(middleIndex, 1)[0]
    // 2. 准备左右两个数组,循环剩下数组中的每一项,比当前项小的放到左边数组中,反之放到右边数组中
    const leftArr = [], rightArr = []
    for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
      const current = arr[i]
      current < middle ? leftArr.push(current) : rightArr.push(current)

    }
    // 3. 递归方式让左右两边的数组持续这样处理,一直到左右两边都排好序为止。
    //(最后让左边+中间+右边拼接成最后的结果)
    return quickSort(leftArr).concat(middle, quickSort(rightArr))
  }

  console.log(bubbleSort(arr))	// [1, 2,  5,  7,  7, 8, 9, 12, 34, 39, 56]
  
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4.十大排序空间复杂度和时间复杂度:

十大排序

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