快速排序(Quicksort)的Javascript實現

阮一峰發表於2011-04-04

日本程式設計師norahiko,寫了一個排序演算法的動畫演示,非常有趣。

這個週末,我就用它當做教材,好好學習了一下各種排序演算法。

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

排序演算法(Sorting algorithm)是電腦科學最古老、最基本的課題之一。要想成為合格的程式設計師,就必須理解和掌握各種排序演算法。

目前,最常見的排序演算法大概有七八種,其中"快速排序"(Quicksort)使用得最廣泛,速度也較快。它是圖靈獎得主C. A. R. Hoare(1934--)於1960時提出來的。

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

"快速排序"的思想很簡單,整個排序過程只需要三步:

  (1)在資料集之中,選擇一個元素作為"基準"(pivot)。

  (2)所有小於"基準"的元素,都移到"基準"的左邊;所有大於"基準"的元素,都移到"基準"的右邊。

  (3)對"基準"左邊和右邊的兩個子集,不斷重複第一步和第二步,直到所有子集只剩下一個元素為止。

舉例來說,現在有一個資料集{85, 24, 63, 45, 17, 31, 96, 50},怎麼對其排序呢?

第一步,選擇中間的元素45作為"基準"。(基準值可以任意選擇,但是選擇中間的值比較容易理解。)

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

第二步,按照順序,將每個元素與"基準"進行比較,形成兩個子集,一個"小於45",另一個"大於等於45"。

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

第三步,對兩個子集不斷重複第一步和第二步,直到所有子集只剩下一個元素為止。

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

下面參照網上的資料(這裡這裡),用Javascript語言實現上面的演算法。

首先,定義一個quickSort函式,它的引數是一個陣列。

var quickSort = function(arr) {

};

然後,檢查陣列的元素個數,如果小於等於1,就返回。

var quickSort = function(arr) {

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

};

接著,選擇"基準"(pivot),並將其與原陣列分離,再定義兩個空陣列,用來存放一左一右的兩個子集。

var quickSort = function(arr) {

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

  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2) ;

  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];

  var left = [];

  var right = [];

};

然後,開始遍歷陣列,小於"基準"的元素放入左邊的子集,大於基準的元素放入右邊的子集。

var quickSort = function(arr) {

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

  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2) ;

  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];

  var left = [];

  var right = [];

  for (var i = 0; i < arr.length; i++){

    if (arr[i] < pivot) {

      left.push(arr[i]);

    } else {

      right.push(arr[i]);

    }

  }

};

最後,使用遞迴不斷重複這個過程,就可以得到排序後的陣列。

var quickSort = function(arr) {

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

  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2);

  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];

  var left = [];

  var right = [];

  for (var 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));

};

使用的時候,直接呼叫quickSort()就行了。

快速排序(Quicksort)的Javascript實現

(完)

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