6大排序算法
6中常見的排序算法有GIF動圖,更加容易幫助你理解其中的排序思想。
6種排序如下👇
冒泡排序
計數(shù)排序
快速排序
歸并排序
插入排序
選擇排序
時間復雜度如下圖👇
排序算法復雜度分析
冒泡排序
以下動圖GIF來自知乎 帥地
冒泡排序
這個名字的由來是向泡泡一樣浮起來,腦補一下,就是每次比較相鄰的兩個元素大小,然后慢慢'漂浮'起來,看思路吧。
「時間復雜度O(n*n)」
思路
1 比較相鄰的元素,前者比后者大的話,兩者交換位置。
2 對每一對相鄰元素做相同操作,從開始第一對到最后一對,這樣子最后的元素就是最大元素。
3 針對n個元素重復以上步驟,每次循環(huán)排除當前最后一個。
4 重復步驟1~3,直到排序完成。
代碼實現(xiàn)
- // 最外層循環(huán)控制的內容是循環(huán)次數(shù)
- // 每一次比較的內容都是相鄰兩者之間的大小關系
- let BubbleSort = function (arr, flag = 0) {
- let len = arr.length
- for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
- for (let j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
- if (arr[j] > arr[j + 1]) {
- [arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]]
- }
- }
- }
- return flag ? arr.reverse() : arr
- }
- let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7]
- console.log(BubbleSort(arr, 1))
計數(shù)排序
從名稱上就知道,它的思想:就是把數(shù)組元素作為數(shù)組的下標,然后用一個臨時數(shù)組統(tǒng)計該元素出現(xiàn)的次數(shù)。
數(shù)組的數(shù)據(jù)必須是整數(shù),而且最大最小值相差的值不要過大,對于「數(shù)據(jù)是負數(shù)的話,我實現(xiàn)的方案對此有優(yōu)化」。
「時間復雜度:O(n+k)」
思路
1.計算出差值d,最小值小于0,加上本身add
2.創(chuàng)建統(tǒng)計數(shù)組并統(tǒng)計對應元素個數(shù)
3.統(tǒng)計數(shù)組做變形,后面的元素等于前面的元素之和,也就是排名數(shù)組
4.遍歷原始數(shù)組,從統(tǒng)計數(shù)組中找到正確位置,輸出到結果數(shù)組
動畫
計數(shù)排序
代碼實現(xiàn)
- // 計數(shù)排序
- let countingSort = function(arr, flag = 0) {
- let min = arr[0],
- max = arr[0],
- len = arr.length;
- // 求最大最小值
- for(let i = 0; i < len; i++) {
- max = Math.max(arr[i], max)
- min = Math.min(arr[i], min)
- }
- // 1.計算出差值d,最小值小于0,加上本身add
- let d = max - min,
- add = min < 0 ? -min : 0;
- //2.創(chuàng)建統(tǒng)計數(shù)組并統(tǒng)計對應元素個數(shù)
- let countArray = new Array(d+1+add).fill(0)
- for(let i = 0; i < len; i++){
- let demp = arr[i]- min + add
- countArray[ demp ] += 1
- }
- //3.統(tǒng)計數(shù)組做變形,后面的元素等于前面的元素之和,也就是排名數(shù)組
- let sum = 0;
- // 這里需要遍歷的是countArray數(shù)組長度
- for(let i = 0; i < d+1+add; i++){
- sum += countArray[i]
- countArray[i] = sum;
- }
- let res = new Array(len)
- //4.遍歷原始數(shù)組,從統(tǒng)計數(shù)組中找到正確位置,輸出到結果數(shù)組
- for(let i = 0; i < len; i++){
- let demp = arr[i] -min + add
- res[ countArray[demp] -1 ] = arr[i]
- countArray[demp] --;
- }
- return flag ? res.reverse() : res
- }
- let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7,0,-1,-2]
- console.log(countingSort(arr))
快速排序
基本思想:通過一趟排序將待排記錄分隔成獨立的兩部分,其中一部分記錄的關鍵字均比另一部分的關鍵字小,則可分別對這兩部分記錄繼續(xù)進行排序,以達到整個序列有序。
「時間復雜度:O(nlogn)」
思路
選擇數(shù)組中間數(shù)作為基數(shù),并從數(shù)組中取出此基數(shù)
準備兩個數(shù)組容器,遍歷數(shù)組,逐個與基數(shù)比對,較小的放左邊容器,較大的放右邊容器;
遞歸處理兩個容器的元素,并將處理后的數(shù)據(jù)與基數(shù)按大小合并成一個數(shù)組,返回。
動畫
快速排序
- let quickSort = function (arr) {
- // 遞歸出口就是數(shù)組長度為1
- if (arr.length <= 1) return arr
- //獲取中間值的索引,使用Math.floor向下取整;
- let index = Math.floor(arr.length / 2)
- // 使用splice截取中間值,第一個參數(shù)為截取的索引,第二個參數(shù)為截取的長度;
- // 如果此處使用pivot=arr[index]; 那么將會出現(xiàn)無限遞歸的錯誤;
- // splice影響原數(shù)組
- let pivot = arr.splice(index, 1)[0],
- left = [],
- right = [];
- console.log(pivot)
- console.log(arr)
- for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
- if (pivot > arr[i]) {
- left.push(arr[i])
- } else {
- right.push(arr[i])
- }
- }
- return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));
- }
- //let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7]
- // console.log(quickSort(arr))
歸并排序
將兩個有序數(shù)列合并成一個有序數(shù)列,我們稱之為“歸并”
基本思想與過程:先遞歸的分解數(shù)列,再合并數(shù)列(分治思想的典型應用)
「時間復雜度: O(nlog(n))」
思路
將一個數(shù)組拆成A、B兩個小組,兩個小組繼續(xù)拆,直到每個小組只有一個元素為止。
按照拆分過程逐步合并小組,由于各小組初始只有一個元素,可以看做小組內部是有序的,合并小組可以被看做是合并兩個有序數(shù)組的過程。
對左右兩個小數(shù)列重復第二步,直至各區(qū)間只有1個數(shù)。
動畫
歸并排序
代碼實現(xiàn)
- const merge = (left, right) => { // 合并數(shù)組
- let result = []
- // 使用shift()方法偷個懶,刪除第一個元素,并且返回該值
- 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
- }
- let mergeSort = function (arr) {
- if (arr.length <= 1)
- return arr
- let mid = Math.floor(arr.length / 2)
- // 拆分數(shù)組
- let left = arr.slice(0, mid),
- right = arr.slice(mid);
- let mergeLeftArray = mergeSort(left),
- mergeRightArray = mergeSort(right)
- return merge(mergeLeftArray, mergeRightArray)
- }
- let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7, 0, -1, -2]
- console.log(mergeSort(arr))
插入排序
顧名思義:通過構建有序序列,對于未排序數(shù)據(jù),在已排序序列中從后向前掃描,找到相應位置并插入。
「時間復雜度: O(n*n)」
思路
從第一個元素開始,該元素可以認為已經被排序;
取出下一個元素,在已經排序的元素序列中從后向前掃描;
如果該元素(已排序)大于新元素,將該元素移到下一位置;
重復步驟3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
重復步驟2~5。
代碼實現(xiàn)
- let insertionSort = function (arr) {
- let len = arr.length
- for (let i = 0; i < len; i++) {
- let preIndex = i - 1,
- cur = arr[i];
- while (preIndex >= 0 && arr[preIndex] > cur) {
- arr[preIndex + 1] = arr[preIndex]
- preIndex--;
- }
- arr[preIndex + 1] = cur
- }
- return arr
- }
- let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7, 0, -1, -2]
- console.log(insertionSort(arr))
選擇排序
思路:每一次從待排序的數(shù)組元素中選擇最大(最小)的一個元素作為首元素,直到排完為止
「時間復雜度O(n*n)」
思路
1.有n個數(shù),需要排序n-1次
2.第一次選擇最小值,放在第一位
3.第二次選擇最小值,放在第二位
4.…..重復該過程
5.第n-1次選擇最小值,放在第n-1位
代碼實現(xiàn)
- let selectSort = function (arr, flag = 0) {
- let len = arr.length,
- temp = 0;
- // 一共需要排序len-1次
- for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
- temp = i;
- for (let j = i + 1; j < len; j++) {
- if (arr[j] < arr[temp])
- temp = j;
- }
- // 每一趟保證第i位為最小值
- if (temp !== i) {
- [arr[i], arr[temp]] = [arr[temp], arr[i]]
- }
- }
- return flag ? arr.reverse() : arr
- }
- let arr = [2, 9, 6, 7, 4, 3, 1, 7, 0, -1, -2]
- console.log(selectSort(arr, 1))