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排序算法

排序算法分类

十种常见排序算法可以分为两大类:

  • 比较类排序: 通过比较来决定元素间的相对次序,由于其时间复杂度不能突破O(nlogn),因此也称为非线性时间比较类排序。
  • 非比较类排序: 不通过比较来决定元素间的相对次序,它可以突破基于比较排序的时间下界,以线性时间运行,因此也称为线性时间非比较类排序。

排序算法分类

算法复杂度

算法复杂度

相关概念

  • 稳定: 如果a原本在b前面,而a=b,排序之后a仍然在b的前面。
  • 不稳定: 如果a原本在b的前面,而a=b,排序之后 a 可能会出现在 b 的后面。
  • 时间复杂度: 对排序数据的总的操作次数。反映当n变化时,操作次数呈现什么规律。
  • 空间复杂度: 是指算法在计算机

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。

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。
function quickSort(arr) {
	if(!Array.isArray(arr)) {
		throw new TypeError('not a array!');
	}

	if (arr.length <= 1) {
		return arr;
	}

	const left = [];
	const right = [];
	const pivot = arr.shift();

	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));
}

quickSort([3,5,8,1,6]);

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。

  • 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。
  • 1.2 动图演示
function BubbleSort(arr) {
	const len = arr.length;

	for (let j = 1; j < len; j++) {
		for (let i = 1; i < len; i++) {
			let current = arr[i];
			if (arr[i-1] > arr[i]) {
				arr[i] = arr[i-1];
				arr[i-1] = current;
			}
		}
	}

	return arr;
}

插入排序(Insertion Sort)

插入排序(Insertion-Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,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。

一般来说,插入排序都采用in-place在数组上实现。具体算法描述如下:

  • 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;
  • 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;
  • 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置;
  • 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
  • 将新元素插入到该位置后;
  • 重复步骤2~5。
function InsertionSort(arr) {
	let len = arr.length;
	let preIndex;
	let current;

	for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
		preIndex = i;
		current = arr[i];
		while (arr[preIndex] < arr[preIndex-1] && preIndex > 0) {
			arr[preIndex] = arr[preIndex-1];
			arr[preIndex-1] = current;
			preIndex--;
		}
	}

	return arr;
}