原理:从第一个元素开始,把当前元素和下一个索引元素进行比较。如果当前元素大,那么就交换位置,重复操作直到比较到最后一个元素,那么此时最后一个元素就是该数组中最大的数。下一轮重复以上操作,但是此时最后一个元素已经是最大数了,所以不需要再比较最后一个元素,只需要比较到 length - 2 的位置。
时间复杂度:O(n*n)
function bubble(array){
for(let i=array.length-1; i>0; i--){
for(let j=0; j<i; j++){
if(array[j] > array[j+1]){
[array[j], array[j+1]] = [array[j+1], array[j]]
}
}
}
return array
}2. 插入排序
原理:第一个元素默认是已排序元素,取出下一个元素和当前元素比较,如果当前元素大就交换位置。那么此时第一个元素就是当前的最小数,所以下次取出操作从第三个元素开始,向前对比,重复之前的操作。
时间复杂度:O(n*n)
function insertion(array){
for(let i=1; i<array.length; i++){
for(let j=i-1; j>=0; j--){
if(array[j] > array[j+1]){
[array[j], array[j+1]] = [array[j+1], array[j]]
}
}
}
return array
}原理:遍历数组,设置最小值的索引为 0,如果取出的值比当前最小值小,就替换最小值索引,遍历完成后,将第一个元素和最小值索引上的值交换。如上操作后,第一个元素就是数组中的最小值,下次遍历就可以从索引 1 开始重复上述操作。
时间复杂度:O(n*n)
function selection(array){
for(let i=0; i<array.length; i++){
let minIndex = i
for(let j=i+1; j<array.length; j++){
if(array[j] < array[minIndex]){
minIndex = j
}
}
[array[i], array[minIndex]] = [array[minIndex], array[i]]
}
return array
}原理:递归的将数组两两分开直到最多包含两个元素,然后将数组排序合并,最终合并为排序好的数组。假设我有一组数组 [3, 1, 2, 8, 9, 7, 6],中间数索引是 3,先排序数组 [3, 1, 2, 8] 。在这个左边数组上,继续拆分直到变成数组包含两个元素(如果数组长度是奇数的话,会有一个拆分数组只包含一个元素)。然后排序数组 [3, 1] 和 [2, 8] ,然后再排序数组 [1, 3, 2, 8] ,这样左边数组就排序完成,然后按照以上思路排序右边数组,最后将数组 [1, 2, 3, 8] 和 [6, 7, 9] 排序。
时间复杂度:O(N*logN)
function mergeSort(array){
if(array.length == 1) return array
var mid = Math.floor(array.length/2) //取中间索引 var left = array.slice(0, mid) //浅拷贝,不包括索引mid的值 var right = array.slice(mid)
return merger(mergeSort(left), mergeSort(right)) //合并左右部分}
function merger(a, b){ var n = a && a.length
var m = b && b.length
var c = []
var i = 0, j = 0
while (i < n && j < m)
{
if (a[i] < b[j])
c.push(a[i++])
else
c.push(b[j++])
}
while (i < n)
c.push(a[i++])
while (j < m)
c.push(b[j++]);
console.log("将数组",a,'和',b,'合并为',c)
return c
}
5. 快排原理:随机选取一个数组中的值作为基准值,从左至右取值与基准值对比大小。比基准值小的放数组左边,大的放右边,对比完成后将基准值和第一个比基准值大的值交换位置。然后将数组以基准值的位置分为两部分,继续递归以上操作。
时间复杂度:O(N*logN)
function quickSort(array, left, right) {
if (left < right) {
swap(array, , right)
// 随机取值,然后和末尾交换,这样做比固定取一个位置的复杂度略低
let indexs = part(array, parseInt(Math.random() * (right - left + 1)) + left, right);
quickSort(array, left, indexs[0]);
quickSort(array, indexs[1] + 1, right);
}
}
function swap(array, left, right) {
let rightValue = array[right]
array[right] = array[left]
array[left] = rightValue
}
function part(array, left, right) {
let less = left - 1;
let more = right;
while (left < more) {
if (array[left] < array[right]) {
// 当前值比基准值小,`less` 和 `left` 都加一
++less;
++left;
} else if (array[left] > array[right]) {
// 当前值比基准值大,将当前值和右边的值交换
// 并且不改变 `left`,因为当前换过来的值还没有判断过大小
swap(array, --more, left);
} else {
// 和基准值相同,只移动下标
left++;
}
}
// 将基准值和比基准值大的第一个值交换位置
// 这样数组就变成 `[比基准值小, 基准值, 比基准值大]`
swap(array, right, more);
return [less, more];
}6. 堆排序
原理:堆排序利用了二叉堆的特性来做,二叉堆通常用数组表示,并且二叉堆是一颗完全二叉树(所有叶节点(最底层的节点)都是从左往右顺序排序,并且其他层的节点都是满的)。二叉堆又分为大根堆与小根堆。
- 大根堆是某个节点的所有子节点的值都比他小
- 小根堆是某个节点的所有子节点的值都比他大
堆排序的原理就是组成一个大根堆或者小根堆。以小根堆为例,某个节点的左边子节点索引是 i * 2 + 1,右边是 i * 2 + 2,父节点是 (i - 1) /2。
- 首先遍历数组,判断该节点的父节点是否比他小,如果小就交换位置并继续判断,直到他的父节点比他大
- 重新以上操作 1,直到数组首位是最大值
- 然后将首位和末尾交换位置并将数组长度减一,表示数组末尾已是最大值,不需要再比较大小
- 对比左右节点哪个大,然后记住大的节点的索引并且和父节点对比大小,如果子节点大就交换位置
- 重复以上操作 3 - 4 直到整个数组都是大根堆。
时间复杂度:O(logN)
function heap(array) {
// 将最大值交换到首位
for (let i = 0; i < array.length; i++) {
heapInsert(array, i);
}
let size = array.length;
// 交换首位和末尾
swap(array, 0, --size);
while (size > 0) {
heapify(array, 0, size);
swap(array, 0, --size);
}
return array;
}
function heapInsert(array, index) {
// 如果当前节点比父节点大,就交换
while (array[index] > array[parseInt((index - 1) / 2)]) {
swap(array, index, parseInt((index - 1) / 2));
// 将索引变成父节点
index = parseInt((index - 1) / 2);
}
}
function heapify(array, index, size) {
let left = index * 2 + 1;
while (left < size) {
// 判断左右节点大小
let largest =
left + 1 < size && array[left] < array[left + 1] ? left + 1 : left;
// 判断子节点和父节点大小
largest = array[index] < array[largest] ? largest : index;
if (largest === index) break;
swap(array, index, largest);
index = largest;
left = index * 2 + 1;
}
}