用JavaScript实现快速排序（3种写法）

2024-02-15 22:12:16

快速排序算法是一种高效的排序算法，可以有效处理大规模数据集。它基于分治法和递归的思想，将一个待排序的序列分成两个子序列，分别对两个子序列进行排序，然后将两个有序子序列合并成一个有序序列。快速排序算法的平均时间复杂度为O(nlogn)，最坏情况下的时间复杂度为O(n^2)，空间复杂度为O(logn)。

在JavaScript中，我们可以使用以下三种方法实现快速排序算法：

原地快速排序：原地快速排序算法直接对原数组进行操作，不需要额外空间。这种方法的实现相对简单，但是效率可能较低，因为在排序过程中需要多次移动元素。
非原地快速排序：非原地快速排序算法需要创建一个新的数组来存储排序后的元素。这种方法的实现相对复杂，但是效率更高，因为在排序过程中只需要移动元素一次。
递归快速排序：递归快速排序算法使用递归的方式来实现快速排序。这种方法的实现相对简单，但是可能会导致栈溢出，因为在排序过程中需要多次创建新的栈帧。

在选择快速排序算法的实现方法时，需要考虑具体的数据集和排序需求。如果数据集较小，可以使用原地快速排序算法。如果数据集较大，可以使用非原地快速排序算法或递归快速排序算法。

下面，我们将详细介绍每种快速排序算法的实现细节和性能分析：

原地快速排序算法：

function quickSort(array) {
  if (array.length <= 1) {
    return array;
  }
  let pivot = array[0];
  let left = [];
  let right = [];
  for (let i = 1; i < array.length; i++) {
    if (array[i] < pivot) {
      left.push(array[i]);
    } else {
      right.push(array[i]);
    }
  }
  return quickSort(left).concat(pivot, quickSort(right));
}

非原地快速排序算法：

function quickSort(array) {
  if (array.length <= 1) {
    return array;
  }
  let pivot = array[0];
  let left = [];
  let right = [];
  for (let i = 1; i < array.length; i++) {
    if (array[i] < pivot) {
      left.push(array[i]);
    } else {
      right.push(array[i]);
    }
  }
  return quickSort(left).concat(quickSort(right));
}

递归快速排序算法：

function quickSort(array, start, end) {
  if (start >= end) {
    return;
  }
  let pivot = array[start];
  let left = start + 1;
  let right = end;
  while (left < right) {
    while (left < right && array[left] <= pivot) {
      left++;
    }
    while (left < right && array[right] >= pivot) {
      right--;
    }
    if (left < right) {
      let temp = array[left];
      array[left] = array[right];
      array[right] = temp;
    }
  }
  array[start] = array[right];
  array[right] = pivot;
  quickSort(array, start, right - 1);
  quickSort(array, right + 1, end);
}