排序算法总结(Js)

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选择排序(Selection Sort)

选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理:首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下:

  • 初始状态:无序区为R[1..n],有序区为空;
  • 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时,当前有序区和无序区分别为R[1..i-1]和R(i..n)。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[1..i]和R[i+1..n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区;
  • n-1趟结束,数组有序化了。

代码实现

没有子函数版本

function selectionSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var minIndex, temp;
    for(var i = 0; i < len - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for(varj = i + 1; j < len; j++) {
            if(arr[j] < arr[minIndex]) {    // 寻找最小的数
                minIndex = j;                // 将最小数的索引保存
            }
        }
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
    return arr;
} 

有子函数版本

/*minIndex*/
let minIndex = (numbers) => {
    let index = 0;
    for(let i = 1; i < numbers.length; i++){
        if(numbers[i] < numbers[index]){
            index = i;
        }
    }
    return index;
}

/*swap交换*/
let swap = (array, i, j) => {
    let temp = array[i];
    array[i] = array[j];
    array[j] = temp;
}//数组做形参,在传实参时是复制数组的地址,在函数中做的操作也会改变实参。

/*选择排序算法最终版(循环)*/
let sort = (numbers) => {
  for(let i=0; i < numbers.length -1; i++){
    let index = minIndex(numbers.slice(i))+ i/*每次排好一个后,只需要它看后面的,所以要minIndex(numbers.slice(i))*/
    if(index!==i){
      swap(numbers, index, i) 
    }
}
  return numbers
}

冒泡排序(Bubble Sort)

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。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。

算法描述

  • 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换它们两个;
  • 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对,这样在最后的元素应该会是最大的数;
  • 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个;
  • 重复步骤1~3,直到排序完成。

代码实现

for(let i=0;i<arr.length-1;i++){//确定轮数
    let tem
    for(var j=0;j<arr.length-i-1;j++){//确定每次比较的次数
	if(arr[j]>arr[j+1]){
		tem = arr[j];
		arr[j] = arr[j+1];
		arr[j+1] = tem;
	}
    }
}

归并排序(Merge Sort)

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为2-路归并。

算法描述

  • 把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列;
  • 对这两个子序列分别采用归并排序;
  • 将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

代码实现

let mergeSort = arr =>{
    if(arr.length===1){return arr}
    let left = arr.slice(0, Math.floor(arr.length/2))//Math.floor向下取整
    let right = arr.slice(Math.floor(arr.length/2))
    return merge(mergeSort(left), mergeSort(right))
}

let merge = (a , b) =>{
    if(a.length===0) return b;
    if(b.length===0) return a;
    return a[0]>b[0]? [b[0]].concat(merge(a,b.slice(1))):[a[0]].concat(merge(a.slice(1),b))
}

快速排序(Quick Sort)

快速排序的基本思想:通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,则可分别对这两部分记录继续进行排序,以达到整个序列有序。

算法描述

快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

  • 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot);
  • 重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作;
  • 递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

代码实现

let quickSort = arr => {
    if(arr.length <= 1){return arr;}
    let pivotIndex = Math.floor(arr.length/2);
    let pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];//取切出来的数组的第0个(其实就是它本身),因为splice会返回数组
    let left = [];
    let right = [];
    for(let i=0; i < arr.length; i++){
        if(arr[i] < pivot){
            left.push(arr[i]);
        }else{
            right.push(arr[i]);
        }
    }
    return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));
}

计数排序(Counting Sort)

计数排序不是基于比较的排序算法,其核心在于将输入的数据值转化为键存储在额外开辟的数组空间中。 作为一种线性时间复杂度的排序,计数排序要求输入的数据必须是有确定范围的整数。

算法描述

  • 找出待排序的数组中最大和最小的元素;
  • 统计数组中每个值为i的元素出现的次数,存入数组C的第i项;
  • 对所有的计数累加(从C中的第一个元素开始,每一项和前一项相加);
  • 反向填充目标数组:将每个元素i放在新数组的第C(i)项,每放一个元素就将C(i)减去1。

代码实现

let  countingSort = arr =>{
    let hashTable = {}, max = 0, result = [];
    for(let i=0; i < arr.length; i++){//遍历数组
        if(!(arr[i] in hashTable)){
            hashTable[arr[i]] = 1;
        }else{
            hashTable[arr[i]] += 1;
        }
        if(arr[i] > max){
            max = arr[i];
        }
    }
    for(let j=0; j <= max; j++){
        if(j in hashTable){
            for(let i=0; i < hashTable[j]; i++){//j对应arr中的某一个数,hashashTable[j]对应j出现的次数
                result.push(j)
            }   
        }
    }
    return result
}

总结

  1. 选择排序:每次找到最小的放到最前面,然后找后面的最小的,重复
  2. 冒泡排序:对比相邻的两个数,如果需要则交换位置
  3. 归并排序:找中点,以中点为基准左右分别排序,然后合并
  4. 快速排序:找中点,以中点为基准,大小各放一边
  5. 计数排序:遍历数组,使用哈希表存储每个字出现的次数,同时找到max,从j∈(0,max)查找,若j在哈希表里,push j存在的次数,若不在就忽略

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