揭秘 JavaScript 排序算法的神奇世界

2023-10-21 10:21:50

冒泡排序：简单高效的交换之旅

冒泡排序是一种最简单、最直观的排序算法。它的工作原理就像气泡在水中上升一样，每次比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，就将它们交换位置。依次比较整个序列，直到没有任何元素需要交换为止。冒泡排序以其简单性和易于理解而著称，特别适用于小规模的数据集。

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

2. 选择排序：寻找最优元素的智慧之选

选择排序是一种排序算法，它通过不断地从剩余元素中选择最小的元素，并将其放置在正确的位置上，最终完成排序。选择排序的优点在于它的比较次数比冒泡排序更少，但是交换次数可能会更多。

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

3. 插入排序：有序序列的优雅构建

插入排序是一种排序算法，它通过将待排序元素逐个插入到已排序的序列中，使其保持有序。插入排序特别适合于已经基本有序的数据集，因为它只需要对少数元素进行移动。

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

4. 快速排序：分而治之的排序利器

快速排序是一种分而治之的排序算法。它通过选取一个基准元素，将序列划分为两个子序列，然后递归地对这两个子序列进行排序，最终合并这两个子序列得到排序后的结果。快速排序以其高效性和广泛的应用而著称，是许多编程语言中默认的排序算法。

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));
}

5. 二分查找：快速定位目标元素的秘密武器

二分查找是一种搜索算法，它通过将序列划分为两半，然后不断地将搜索范围缩小，直到找到目标元素。二分查找的优点在于它的查找速度非常快，特别是对于大量有序的数据集。

function binarySearch(array, target) {
  let left = 0;
  let right = array.length - 1;
  while (left <= right) {
    let mid = Math.floor((left + right) / 2);
    if (array[mid] === target) {
      return mid;
    } else if (array[mid] < target) {
      left = mid + 1;
    } else {
      right = mid - 1;
    }
  }
  return -1;
}