排序算法：JavaScript 视角中的排序算法第九站

2023-09-03 11:16:17

在计算机科学的广袤领域中，排序算法扮演着至关重要的角色，它们以其出色的能力，将纷乱无序的数据集合转化为井然有序的序列。算法，如同一位技艺高超的厨师，能够将杂乱无章的食材烹制成色香味俱全的佳肴。而排序算法，正是数据结构世界中不可或缺的“大厨”，它们将杂乱无章的数据元素加工成排列有序、赏心悦目的信息盛宴。

JavaScript 中的排序算法

JavaScript，一门赋予网页生命力的强大语言，也为我们提供了丰富的排序算法工具包。从经典的冒泡排序和选择排序，到高效的插入排序和归并排序，再到快速排序的闪电般速度，JavaScript 应有尽有。接下来，我们将逐一揭开这些算法的神秘面纱，领略它们在 JavaScript 世界中的风采。

冒泡排序

冒泡排序，顾名思义，就像一个个气泡在水中缓慢上升。它一遍又一遍地遍历整个数组，比较相邻元素的大小，将较大的元素向后“冒”动，直到所有元素都浮出水面，形成一个有序的序列。

选择排序

选择排序则像是一位精明的选秀评委。它一遍遍地扫描数组，找出当前未排序部分中最大的元素，然后将其与当前未排序部分的第一个元素交换位置。如此反复，直至整个数组有序。

插入排序

插入排序就像一位细心的整理员，它从数组的第二个元素开始，依次将每个元素插入到已排序的部分中，就像将一张张扑克牌插入到已排序的牌堆中一样。

归并排序

归并排序遵循“分而治之”的策略，它将大数组一分为二，递归地对子数组进行排序，再将排好序的子数组合并成一个有序的整体。

快速排序

快速排序堪称算法界的闪电侠，它选取一个基准元素，将数组划分为两部分：小于基准元素的部分和大于基准元素的部分，再递归地对这两部分进行排序。这种分治策略使快速排序的平均时间复杂度远超其他排序算法。

实战演练：JavaScript 中的排序算法代码

理论虽好，实践为王。下面，我们将通过 JavaScript 代码示例，领略排序算法的实际运作。

// 冒泡排序
function bubbleSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length - 1; 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;
}

// 选择排序
function selectionSort(arr) {
  for (let i = 0; i < arr.length - 1; 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;
}

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

// 归并排序
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.shift());
    } else {
      merged.push(right.shift());
    }
  }
  return merged.concat(left).concat(right);
}

// 快速排序
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).concat(pivot).concat(quickSort(right));
}