揭开JavaScript排序算法的神秘面纱：由浅入深的理解指南

前端

2023-11-09 18:33:09

排序算法：JavaScript前端开发的基础

排序算法：概念和分类

在数据处理中，排序算法是无处不在的工具，用于将无序的数据集重新排列成特定顺序，无论是升序、降序还是其他自定义顺序。这些算法通过比较、交换和移动元素来实现这一目标。

排序算法有两种基本类型：稳定排序和不稳定排序。稳定排序算法维护相同元素在排序后的相对顺序，而不稳定排序算法则不保证这一点。

JavaScript排序算法之旅

JavaScript提供了一系列内置的排序算法，每个算法都有其独特的优点和缺点。让我们探索一些最常用的算法：

1. 冒泡排序：简单直观的排序

冒泡排序是一种简单但效率较低的算法，通过反复比较相邻元素并交换它们来将最大（或最小）元素“冒泡”到数组的顶部（或底部）。

function bubbleSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    for (let j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
      if (arr[j] > arr[j + 1]) {
        [arr[j], arr[j + 1]] = [arr[j + 1], arr[j]];
      }
    }
  }
  return arr;
}

2. 选择排序：找出最优元素

选择排序是一种不稳定的算法，它通过在每次迭代中找到数组中剩余元素中的最小（或最大）元素，并将其移动到开头，逐个构建有序数组。

function selectionSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length; i++) {
    let minIdx = i;
    for (let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
      if (arr[j] < arr[minIdx]) {
        minIdx = j;
      }
    }
    [arr[i], arr[minIdx]] = [arr[minIdx], arr[i]];
  }
  return arr;
}

3. 插入排序：将元素插入有序序列

插入排序是一种稳定算法，它将每个元素插入到已经排序的子数组中，构建有序数组。它对小数据集特别高效。

function insertionSort(arr) {
  for (let i = 1; i < arr.length; i++) {
    let current = arr[i];
    let j = i - 1;
    while (j >= 0 && current < arr[j]) {
      arr[j + 1] = arr[j];
      j--;
    }
    arr[j + 1] = current;
  }
  return arr;
}

4. 归并排序：分治征服

归并排序是一种稳定且高效的算法，采用分治策略。它将数组分为较小的子数组，对它们进行排序，然后合并它们以形成一个有序数组。

function mergeSort(arr) {
  if (arr.length <= 1) {
    return arr;
  }
  let mid = Math.floor(arr.length / 2);
  let left = mergeSort(arr.slice(0, mid));
  let right = mergeSort(arr.slice(mid));
  return merge(left, right);

  function merge(left, right) {
    let merged = [];
    while (left.length && right.length) {
      if (left[0] < right[0]) {
        merged.push(left[0]);
        left.shift();
      } else {
        merged.push(right[0]);
        right.shift();
      }
    }
    return [...merged, ...left, ...right];
  }
}

5. 快速排序：枢纽和分区的威力

快速排序是一种不稳定的算法，也采用分治策略。它选择一个基准元素（枢纽）并将数组分为两个子数组：小于枢纽的元素和大于枢纽的元素。然后它递归地对子数组进行排序。

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