Javascript常見排序演算法的筆記

排序演算法主要針對的是陣列，所以，在開始學習之前，我們先自己新建一種資料結構來方便我們的學習。

function ArrayData () {
  let ret = []
  this.times = 0  // 統計執行次數
  this.push = (item) => {
    ret.push(item)
  }
  this.toString = () => {
    return ret.join()
  }
}

const arr = [34, 11, 45, 22, 31, 99, 68, 54]

氣泡排序

比較相鄰兩個數的大小，如果前面的數大於後面，則交換這兩個數的位置。要排序n個數字，需要經歷n-1次的遍歷。

按照字面要求，我們寫出來的程式碼是這樣的

function ArrayData () {
    // ......
    this.bubbleSort = function () {
        let length = ret.length;
        for (let i = 0; i  ret[j + 1]) {
              [ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
            }
          }
        }
    }
}

let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
    tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times)    //  56

顯然這種簡單粗暴的排序方式有很大的提升空間，比如，我們可以檢測每次排序，如果順序已經排列成功，就沒必要執行之後的迴圈了。

function ArrayData () {
    // ......
    this.bubbleSort = function () {
        let length = ret.length;
        for (let i = 0; i  ret[j + 1]) {
              [ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
              change = true
            }
          }
          if (!change) {
            break
          }
        }
    }
}

let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
    tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times)    //  21

其實還是有最佳化的空間的。舉個例子，假設一共8個數，第一輪迴圈，會把最大的數冒泡排到第8位，第二輪迴圈，會把第二大的數排到第7位，所以，本輪循壞其實沒必要考慮最後一位了。同理，下一輪迴圈就不需要考慮後兩位。改進後的程式碼如下:

function ArrayData () {
    // ......
    this.bubbleSort = function () {
        let length = ret.length;
        for (let i = 0; i  ret[j + 1]) {
              [ret[j], ret[j + 1]] = [ret[j + 1], ret[j]]
              change = true
            }
          }
          if (!change) {
            break
          }
        }
    }
}

let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
    tmp.push(item)
})
tmp.bubbleSort()
console.log(tmp.times)    //  18

選擇排序

遍歷陣列，找出最小的數排在第一位，第二輪迴圈找出第二小的數放在第二位，以此類推。

function ArrayData () {
    // ......
  this.selectionSort = function () {
    let length = ret.length
    for (let i = 0; i  {
    tmp.push(item)
})
tmp.selectionSort()

插入排序

把陣列分成前後兩部分，前面的一部分是排好序的，然後分別把後面一部分的數字插入到前面排好序的陣列中。所以，剛開始時設定第一個元素為排好序的部分，分別把後面的數字插入進來。

function ArrayData () {
    // ......
  this.insertSort = function () {
    let length = ret.length
    let j
    for (let i = 1; i = 0 && ret[j] > currentNumber; j--) {
        ret[j + 1] = ret[j] 
      }
      ret[j + 1] = currentNumber 
    }
  }
}

let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
    tmp.push(item)
})
tmp.insertSort()

快速排序

選一個數作為基準數，遍歷數列，把比它
放到他前面，比他小的放到他後面，然後再對基準數前後的數列遞迴上述操作，直到數列長度為1。

function ArrayData () {
    // ......
    this.quickSort = function () {
        quick(ret, 0, ret.length - 1);

        function quick(array, left, right) {
          let index
          if (array.length > 1) {
            index = partition(array, left, right)
            if (left  index) {
              quick(array, index, right)
            }
          }
          return array
        }

        function partition(array, left, right) {
          let pivot = array[Math.floor((right + left) / 2)],
            i = left,
            j = right;
          while (i  pivot) {
              j--
            }
            if (i  {
  tmp.push(item)
})
tmp.quickSort()

一句話實現快速排序。選擇第一個元素作為參考元素，利用filter把陣列分成大於參考元素和小於參考元素的兩個陣列，並對這兩個陣列遞迴呼叫快排函式。

function quickSort(arr) {
  return arr.length  item  item > arr[0])))
}

希爾排序

希爾排序是把陣列按下標的一定增量分組，對每組進行插入排，隨著增量逐漸減少，每個陣列的長度越來越多，當增量減至1時，整個檔案恰被分成一組，演算法便終止。

function ArrayData () {
    // ......
  this.shellSort = function () {
    let length = ret.length
    for (let step = Math.floor(length / 2); step > 0; step = Math.floor(step / 2)) {
      for (let i = 0; i = 0 && ret[j] > currentNumber; j -= step) {
          ret[j + step] = ret[j]
        }
        ret[j + step] = currentNumber
      }
    }
  }
}

let tmp = new ArrayData()
arr.forEach((item) => {
  tmp.push(item)
})
tmp.shellSort()

歸併排序

歸併排序採用分治的思想，將已有序的子序列合併，得到完全有序的序列。所以我們把數列分割成不超過兩個元素的陣列，然後將其合併。

function ArrayData () {
    // ......
  this.mergeSort = function () {
    ret = mergeSortFun(ret)

    function mergeSortFun(arr) {
      let length = arr.length
      if (length  {
  tmp.push(item)
})
tmp.mergeSort()