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PHP四种基础算法详解

许多人都说 算法是程序的核心,一个程序的好于差,关键是这个程序算法的优劣。作为一个初级phper,虽然很少接触到算法方面的东西 。但是对于冒泡排序,插入排序,选择排序,快速排序四种基本算法,我想还是要掌握的。

需求:分别用 冒泡排序法,快速排序法,选择排序法,插入排序法将下面数组中 的值按照从小到的顺序进行排序。

  1. $arr=array(17,89,5,99,77,4,33,71,30,74,39,28,38);

1.冒泡排序

介绍:

冒泡排序(Bubble Sort,中国台湾译为:泡沫排序或气泡排序)是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,依次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。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。

步骤:

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
  2. 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。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

具体代码:

 1 $arr=array(1,43,54,62,21,66,32,78,36,76,39);
 2 function bubbleSort ($arr)
 3 {
 4 $len = count($arr);
 5 //该层循环控制 需要冒泡的轮数
 6 for ($i=1; $i<$len; $i++) {
 7 //该层循环用来控制每轮 冒出一个数 需要比较的次数
 8 for ($k=0; $k<$len-$i; $k++) {
 9 if($arr[$k] > $arr[$k+1]) {
10 $tmp = $arr[$k+1]; // 声明一个临时变量
11 $arr[$k+1] = $arr[$k];
12 $arr[$k] = $tmp;
13 }
14 }
15 }
16 return $arr;
17 }

排序效果:

2.选择排序

介绍:

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素,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元素,然后放到排序序列末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

具体代码:

 1 //实现思路 双重循环完成,外层控制轮数,当前的最小值。内层 控制的比较次数
 2 function select_sort($arr) {
 3 //$i 当前最小值的位置, 需要参与比较的元素
 4 for($i=0, $len=count($arr); $i<$len-1; $i++) {
 5 //先假设最小的值的位置
 6 $p = $i;
 7 //$j 当前都需要和哪些元素比较,$i 后边的。
 8 for($j=$i+1; $j<$len; $j++) {
 9 //$arr[$p] 是 当前已知的最小值
10 if($arr[$p] > $arr[$j]) {
11 //比较,发现更小的,记录下最小值的位置;并且在下次比较时,应该采用已知的最小值进行比较。
12 $p = $j;
13 }
14 }
15 //已经确定了当前的最小值的位置,保存到$p中。
16 //如果发现 最小值的位置与当前假设的位置$i不同,则位置互换即可
17 if($p != $i) {
18 $tmp = $arr[$p];
19 $arr[$p] = $arr[$i];
20 $arr[$i] = $tmp;
21 }
22 }
23 //返回最终结果
24 return $arr;
25 }

排序效果:

3.插入排序

介绍:

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。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。

步骤:

  1. 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
  2. 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
  3. 如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
  4. 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
  5. 将新元素插入到该位置中
  6. 重复步骤2

具体代码:

 1 function insert_sort($arr)
 2 {
 3 $len=count($arr);
 4 for($i=1; $i<$len; $i++) {
 5 //获得当前需要比较的元素值。
 6 $tmp = $arr[$i];
 7 //内层循环控制 比较 并 插入
 8 for($j=$i-1; $j>=0; $j--) {
 9 //$arr[$i];//需要插入的元素; $arr[$j];//需要比较的元素
10 if($tmp < $arr[$j]) {
11 //发现插入的元素要小,交换位置
12 //将后边的元素与前面的元素互换
13 $arr[$j+1] = $arr[$j];
14 //将前面的数设置为 当前需要交换的数
15 $arr[$j] = $tmp;
16 } else {
17 //如果碰到不需要移动的元素
18 //由于是已经排序好是数组,则前面的就不需要再次比较了。
19 break;
20 }
21 }
22 }
23 //将这个元素 插入到已经排序好的序列内。
24 //返回
25 return $arr;
26 }

排序效果:

4.快速排序

介绍:

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来,且在大部分真实世界的数据,可以决定设计的选择,减少所需时间的二次方项之可能性。

步骤:

  1. 从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot),
  2. 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。
  3. 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。

具体代码:

 1 function quick_sort($arr)
 2 {
 3 //判断参数是否是一个数组
 4 if(!is_array($arr)) return false;
 5 //递归出口:数组长度为1,直接返回数组
 6 $length = count($arr);
 7 if($length<=1) return $arr;
 8 //数组元素有多个,则定义两个空数组
 9 $left = $right = array();
10 //使用for循环进行遍历,把第一个元素当做比较的对象
11 for($i=1; $i<$length; $i++)
12 {
13 //判断当前元素的大小
14 if($arr[$i]<$arr[0]){
15 $left[]=$arr[$i];
16 }else{
17 $right[]=$arr[$i];
18 }
19 }
20 //递归调用
21 $left=quick_sort($left);
22 $right=quick_sort($right);
23 //将所有的结果合并
24 return array_merge($left,array($arr[0]),$right);
25 }

排序效果:

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