經典排序算法總結（JavaScript描述）

快速排序

快速排序算法的思想

快速排序是使用最廣泛也是速度最快的一種排序算法

• 在數據列中選一個元素，作爲‘基準值’
• 數據列中所有小於’基準值’的元素放在‘基準值’的左邊， 所有大於’基準值’的元素放在’基準值’的右邊。
• 對’基準值’左右兩邊的字類，重複上述的兩個步驟。

用JavaScript描述

function quickStore(arr) {
  // 檢測數組中元素的個數，如果小於等於1，就直接返回該數組
  if (arr.length <= 1) {
    return arr;
  }
  // 選取中間的元素作爲基準值
  const pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2),
        pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0],
        left = [],
        right = [];
  for(let i = 0; i < arr.length; i ++) {
     arr[i] < pivot ? left.push(arr[i]) : right.push(arr[i]);
  }
  return [...quickStore(left), point, ...quickStore(right)];
}

快速排序動圖展示（圖片來源於網絡，侵刪)

冒泡排序

冒泡排序的算法思想

• 將數據列中的第一個元素與第二個元素進行比較，如果第一個元素比第二個元素大，就交換二者的位置。
• 接着第二個元素與第三個元素重複上一個步驟，直到比較完最後一個元素，這樣一輪比較下來，最大的元素會在數列的最右端。
• 重複上述的兩個步驟
• 一個長度爲length的數列，需要比較length - 1 次

用JavaScript描述

function bubbleSort(arr) {
  if (arr.length <= 1) {
   return arr;
   }
   // 最外輪的for循環控制整個數列比較的次數
   for (let i = 0; i < arr.length - 1 ; i++) {
     for (let j = 0; j < arr.length - 1 - i; j++) {
       let temp = null;
       if (arr[j] > arr[j + 1]) {
         temp = arr[j];
         arr[j] = arr[j + 1];
         arr[j + 1] = temp; 
       }
     }
   }
   return arr;
}

冒泡排序的動圖展示（圖片來源於網絡，侵刪)

選擇排序

選擇排序的算法思想

• 找到數列中最小值的索引，將其與第一個元素進行替換，此時第一個元素將是最小的元素
• 將除去第一個元素，剩下的子數列重複上述步驟。

用JavaScript描述

function selectSort(arr) {
  const len = arr.length;
  let  minNum, temp;
  for (let i = 0; i < len - 1; i++) { // 控制循環的次數
    minNum = arr[i];
    for (let j = i + 1; j < len ; j++) { 
      if (arr[j] < minNum) { // 找到最小值
        temp = arr[j];
        arr[j] = minNum;
        minNum= temp;
      }
      arr[i] = minNum;
    }
  }
  return arr;
}

選擇排序動圖展示（圖片來源於網絡，侵刪）

插入排序

插入排序的算法思想

插入排序將元素分爲’已排序’和’未排序’兩個部分，一開始的時候’已排序’部分只有一個元素，然後將它後面的一個元素從’未排序’部分插入到’已排序’部分中，具體的描述如下：

• 取出第一個元素，將該元素認爲是’已排序’的元素。
• 取出下一個元素，在’已排序’的部分中，從後向前進行比較。
• 如果‘已排序’中的元素，大於新元素，便將‘已排序’部分中的元素移到下一個位置
• 重複步驟三，直到找到’已排序’部分中比新元素要小或等於的元素位置，將新元素插到該位置後面
• 重複步驟2~5

用JavaScript描述

function insertionSort(arr) {
  let len = arr.length,
      currentValue = null, // 當前位置的值
      i, // 未排序部分的當前位置
      j; // 已排序部分的當前位置
  for(i = 1; i < len; i++) {
    currentValue = arr[i];
    /*
     * 當已排序部分的當前元素大於currentValue
     * 就將元素向後移動一位，再將前一位於currentValue比較
     */
    for (j = i - 1; j > -1 && arr[j] > currentValue ; j--) {
      arr[j+1] = arr[j];
    }
    arr[j + 1] = currentValue;
  }
  return arr;
}

插入排序動圖展示（圖片來源於網絡，侵刪）

合併排序

合併排序算法思想

它的基本思想是將兩個已經排序的數組進行合併，將數組查分成n 個只有一個元素的數組，然後不斷的兩兩合併，直到全部排序完成。

• 把長度爲n的數列，分成兩個長度爲n/2的子序列
• 對兩個子序列分別採用合併排序
• 最後將兩個子序列合併到一塊

用JavaScript描述

function merge(left, right) {
  let result = [], // 
      leftIndex = 0,
      rightIndex = 0;
  while(leftIndex < left.length && rightIndex < right.length) {
    left[leftIndex] < right[rightIndex] ? result.push(left[leftIndex++]) : result.push(right[rightIndex++]); 
  }
  return result.concat(left.slice(leftIndex)).concat(right.slice(rightIndex));
}
function mergeSort(arr) {
  if (arr.length < 2) {
   return arr;
  }
  const middle = Math.floor(arr.length / 2);
  // 獲取兩個子序列
  const left = arr.slice(0, middle);
  const right = arr.slice(middle);
  return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
}

上面有兩個函數，第一個函數merge是用來合併兩個按照升序排好的數組，首先將其中一個數組中的第一位與另一個數組的第一位進行比較，較小的一個放入result數組，較大的那個與另一個數組的第二位進行比較，以此類推，直到一個數組的所有元素都進入到result數組爲止。再將另一個數組剩下的元素接在result數組後面進行返回。

有了merge函數，就可以對數組進行排序了，利用mergeSort函數，將數組不斷的拆分成兩半，直到每一半隻包含零個或一個元素爲止，再使用merge函數進行合併。直到合併成一整個數組，進行返回。

合併排序動圖演示（圖片來源於網絡，侵刪)