注:基数排序中:r是关键字的基数,d是长度,n是关键字的个数
1.插入排序
基本思想:在序号i之前的元素(0到i-1)已经排好序,本趟需要找到i对应的元素x (此时即arr[i]) 的正确位置k,在寻找位置k的过程中与序号i-1到0的元素依次进行比较。如果x小于比较元素,则比较元素向后移动一位;否则,结束移位,将x插入当前位置k
1 function insertSort(arr) {
2 for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
3 // 将待插入元素提取出来
4 let temp = arr[i]
5 let j
6 for (j = i - 1; j >= 0; j--) {
7 if (arr[j] > temp) {
8 // 插入元素小于比较元素,比较元素则向后移动一位
9 arr[j + 1] = arr[j]
10 } else {
11 // 否则,结束移位
12 break
13 }
14 }
15 //将插入元素插入正确位置
16 arr[j + 1] = temp
17 }
18 return arr
19 }
20 console.log(insertSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
1.1插入排序的优化:二分排序
与插入排序思想差不多,但是二分排序是在插入第i个元素时,对前面的0~i-1元素进行折半,先跟它们中间的元素进行比较。如果小,那么对前半进行折半;如果打,那么对后半进行折半。依次进行,直到left>right。然后再把第i个元素前一位与目标位置之间的所有元素向后移动一位,再将目标元素放入正确位置上。
1 function binarySort(arr) {
2 for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
3 let temp = arr[i]
4 let left = 0
5 let right = i - 1
6 let mid
7 while (left <= right) {
8 mid = Math.floor((left + right) / 2)
9 if (arr[mid] > temp) {
10 right = mid - 1
11 } else {
12 left = mid + 1
13 }
14 }
15 for (let j = i - 1; j >= left; j--) {
16 arr[j + 1] = arr[j]
17 }
18 if (left !== i) {
19 arr[left] = temp
20 }
21 }
22 return arr
23 }
24 console.log(binarySort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
2.希尔排序
基本思想:先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序;然后,取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序,直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。
1 function shellSort(arr) {
2 let d = arr.length
3 while (true) {
4 d = Math.floor(d / 2)
5 for (let x = 0; x < d; x++) {
6 for (let i = x + d; i < arr.length; i = i + d) {
7 let temp = arr[i]
8 let j
9 for (j = i - d; j >= 0 && arr[j] > temp; j = j - d) {
10 arr[j + d] = arr[j]
11 }
12 arr[j + d] = temp
13 }
14 }
15 if (d == 1) {
16 break
17 }
18 }
19 return arr
20 }
21 console.log(shellSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
3.直接选择排序
基本思想:每次选择待排序的元素中最小的值,放置在序列的首位
1 function directSelectSort(arr) {
2 for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
3 let min = arr[i]
4 let index = i
5 for (let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
6 if (arr[j] < min) {
7 // 找到最小值,并标注最小值索引,方便后续与元素arr[i]交换位置
8 min = arr[j]
9 index = j
10 }
11 }
12 arr[index] = arr[i]
13 arr[i] = min
14 }
15 return arr
16 }
17 console.log(directSelectSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
4.堆排序
堆排序利用了大根堆(或小根堆)堆顶记录的关键字最大(或最小)这一特征,使得在当前无序区中选取最大(或最小)关键字的记录变得简单
用大根堆排序的基本思想
① 先将初始文件R[1..n]建成一个大根堆,此堆为初始的无序区
② 再将关键字最大的记录R[1](即堆顶)和无序区的最后一个记录R[n]交换,由此得到新的无序区R[1..n-1]和有序区R[n],且满足R[1..n-1].keys≤R[n].key
③由于交换后新的根R[1]可能违反堆性质,故应将当前无序区R[1..n-1]调整为堆。然后再次将R[1..n-1]中关键字最大的记录R[1]和该区间的最后一个记录R[n-1]交换,由此得到新的无序区R[1..n-2]和有序区R[n-1..n],且仍满足关系R[1..n-2].keys≤R[n-1..n].keys,同样要将R[1..n-2]调整为堆。……
直到无序区只有一个元素为止。
1 let len
2
3 function buildMaxHeap(arr) {
4 //建立大根堆
5 len = arr.length
6 for (let i = Math.floor(len / 2); i >= 0; i--) {
7 heapify(arr, i)
8 }
9 }
10
11 function heapify(arr, i) {
12 //堆调整
13 let left = 2 * i + 1,
14 right = 2 * i + 2,
15 largest = i
16
17 if (left < len && arr[left] > arr[largest]) {
18 largest = left
19 }
20
21 if (right < len && arr[right] > arr[largest]) {
22 largest = right
23 }
24
25 if (largest !== i) {
26 // 解构赋值,交换变量
27 ;[arr[i], arr[largest]] = [arr[largest], arr[i]]
28 heapify(arr, largest)
29 }
30 }
31
32 function heapSort(arr) {
33 buildMaxHeap(arr)
34
35 for (let i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
36 ;[arr[0], arr[i]] = [arr[i], arr[0]]
37 len--
38 heapify(arr, 0)
39 }
40 return arr
41 }
42
43 console.log(heapSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
5.冒泡排序
基本思想:每次比较两相邻的数,当发现它们的排序与排序要求相反时,就将它们互换。这样小的数往下沉,大的数往上冒
1 function bubbleSort(arr) {
2 for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
3 // 因为每次比较时都已经有i个元素沉下去了,所以j<arr.length-1-i
4 for (let j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
5 if (arr[j] > arr[j + 1]) {
6 // 这里采用了解构赋值。如果一般做法,借助临时变量,则辅助空间是O(1)
7 ;[arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]]
8 }
9 }
10 }
11 return arr
12 }
13 console.log(bubbleSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
6.快速排序
基本思想:选择一个基准元素(通常选择第一个元素),通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有元素都比基准元素小,另外一部分的所有元素大于或等于基准元素大。同样方法依次分割;整个排序过程可以递归进行。
1 let quicksort = function(arr) {
2 if(arr.length <= 1) return arr;
3
4 let pivot = Math.floor((arr.length -1)/2);
5 let val = arr[pivot], less = [], more = [];
6
7 arr.splice(pivot, 1);
8 arr.forEach(function(e,i,a){
9 e < val ? less.push(e) : more.push(e);
10 });
11
12 return (quicksort(less)).concat([val],quicksort(more))
13 }
14 console.log(quicksort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
7.归并排序
基本思想:将待排序序列分为若干个子序列,每个子序列是有序的,然后将有序子序列合并为整体有序序列。
1 function merge(left, right) {
2 let result = []
3 while (left.length > 0 && right.length > 0) {
4 if (left[0] < right[0]) {
5 /*shift()方法用于把数组的第一个元素从其中删除,并返回第一个元素的值。*/
6 result.push(left.shift())
7 } else {
8 result.push(right.shift())
9 }
10 }
11 return result.concat(left).concat(right)
12 }
13 function mergeSort(arr) {
14 if (arr.length == 1) {
15 return arr
16 }
17 let middle = Math.floor(arr.length / 2),
18 left = arr.slice(0, middle),
19 right = arr.slice(middle)
20 return merge(mergeSort(left), mergeSort(right))
21 }
22 console.log(mergeSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
8.基数排序
基本思想:将所有待比较元素(正整数)统一为同样的数位长度,数位较短的数前面补零。然后,从个位开始,进行排序;然后十位,进行排序;以此进行!这样从最低位排序一直到最高位排序完成以后,数列就变成一个有序序列。
基数排序两种方法:
MSD 从高位开始进行排序
LSD 从低位开始进行排序
1 // LSD Radix Sort
2 // helper function to get the last nth digit of a number
3 var getDigit = function(num,nth){
4 // get last nth digit of a number
5 var ret = 0;
6 while(nth--){
7 ret = num % 10
8 num = Math.floor((num - ret) / 10)
9 }
10 return ret
11 }
12
13 // radixSort
14 function radixSort(arr){
15 var max = Math.floor(Math.log10(Math.max.apply(Math,arr))),
16 // get the length of digits of the max value in this array
17 digitBuckets = [],
18 idx = 0;
19
20 for(var i = 0;i<max+1;i++){
21
22 // rebuild the digit buckets according to this digit
23 digitBuckets = []
24 for(var j = 0;j<arr.length;j++){
25 var digit = getDigit(arr[j],i+1);
26
27 digitBuckets[digit] = digitBuckets[digit] || [];
28 digitBuckets[digit].push(arr[j]);
29 }
30
31 // rebuild the arr according to this digit
32 idx = 0
33 for(var t = 0; t< digitBuckets.length;t++){
34 if(digitBuckets[t] && digitBuckets[t].length > 0){
35 for(j = 0;j<digitBuckets[t].length;j++){
36 arr[idx++] = digitBuckets[t][j];
37 }
38 }
39 }
40 }
41 return arr
42 }
43 console.log(radixSort([7, 3, 4, 5, 10, 7, 8, 2]))
注:网上有很多javascript实现的基数排序代码时错误的
当搜索一些问题时,尽量使用英文进行搜索!