各种常见的排序算法介绍及代码实现

冒泡排序

重复地走访过要排序的数列,两两比较相邻的元素,如果它们的顺序错误就把它们交换过来。

时间复杂度:O(n2)

稳定性:稳定 代码实现:

function bubbleSort(arr) {
    var len = arr.length;
    for (var i = len - 1; i > 0; i--) {
        for (var j = 0; j < i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                var temp = arr[j];
                arr[j] = arr[j + 1];
                arr[j + 1] = temp;
            }
        }
    }
    return arr;
}

选择排序

每一次从待排序的数据元素中选择最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部排序完毕。

时间复杂度:O(n2)

稳定性:不稳定 代码实现:

function selectionSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var minIndex, temp;
    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for (var j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
    return arr;
}

插入排序

通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。 时间复杂度:O(n2)

稳定性:稳定 代码实现:

function insertionSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var preIndex, current;
    for (var i = 1; i < len; i++) {
        preIndex = i - 1;
        current = arr[i];
        while (preIndex >= 0 && arr[preIndex] > current) {
            arr[preIndex + 1] = arr[preIndex];
            preIndex--;
        }
        arr[preIndex + 1] = current;
    }
    return arr;
}

快速排序

通过一趟排序将待排序记录分割成独立的两部分,其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小,分别对这两部分继续进行排序,直到整个序列有序。

时间复杂度:O(nlogn)

稳定性:不稳定 代码实现:

function quickSort(arr, left, right) {
    var len = arr.length,
    partitionIndex;
    left = typeof left != 'number' ? 0 : left;
    right = typeof right != 'number' ? len - 1 : right;
    if (left < right) {
        partitionIndex = partition(arr, left, right);
        quickSort(arr, left, partitionIndex - 1);
        quickSort(arr, partitionIndex + 1, right);
    }
    return arr;
}
function partition(arr, left, right) {
    var pivot = left,
    index = pivot + 1;
    for (var i = index; i <= right; i++) {
        if (arr[i] < arr[pivot]) {
            swap(arr, i, index);
            index++;
        }
    }
    swap(arr, pivot, index - 1);
    return index - 1;
}
function swap(arr, i, j) {
    var temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}

归并排序

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。

时间复杂度:O(nlogn)

稳定性:稳定 代码实现:

function mergeSort(arr) {
    var len = arr.length;
    if (len < 2) {
        return arr;
    }
    var middle = Math.floor(len / 2),
    left = arr.slice(0, middle),
    right = arr.slice(middle, len);
    return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
}
function merge(left, right) {
    var result = [];
    while (left.length > 0 && right.length > 0) {
        if (left[0] <= right[0]) {
            result.push(left.shift());
        } else {
            result.push(right.shift());
        }
    }
    while (left.length > 0) result.push(left.shift());
    while (right.length > 0) result.push(right.shift());
    return result;
}

希尔排序

先将整个待排序的记录序列分割成为若干子序列分别进行直接插入排序,待整个序列基本有序时, 再对全体记录进行依次直接插入排序。

时间复杂度:O(nlog2n)

稳定性:不稳定 代码实现:

function shellSort(arr) {
    var len = arr.length,
    temp, gap = 1;
    while (gap < len / 3) {
        gap = gap * 3 + 1;
    }
    for (gap; gap > 0; gap = Math.floor(gap / 2)) {
        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;
}

堆排序

将待排序序列构造成一个大顶堆,此时,整个序列的最大值就是堆顶的根节点。 然后将根节点与末尾元素交换,此时末尾就为最大值。 然后将剩余n-1个元素重新构造成一个大顶堆,这样会得到第二大的元素。 如此反复执行,便能得到一个有序序列了。

时间复杂度:O(nlogn)

稳定性:不稳定 代码实现:

function heapSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var swap = function(arr, i, j) {
        var temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    };
    var heapify = function(arr, i) {
        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);
        }
    };
    for (var i = Math.floor(len / 2) - 1; i >= 0; i--) {
        heapify(arr, i);
    }
    for (var j = len - 1; j > 0; j--) {
        swap(arr, 0, j);
        heapify(arr, 0);
    }
    return arr;
}