深入浅析：以空间复杂度O(1)轻松征服JavaScript快排

2023-09-27 23:24:15

快速排序算法概要

快速排序是一种广为人知的排序算法，以其出色的性能和广泛的适用性而备受推崇。该算法的基本思想是通过不断地将数据序列划分为两个子序列，并对这些子序列递归地应用同样的策略，最终达到排序的目的。快速排序的平均时间复杂度为O(n log n)，最坏情况下为O(n^2)。

空间复杂度优化

快速排序的传统实现通常需要额外的空间来存储递归调用所需的数据，导致其空间复杂度为O(log n)。然而，通过巧妙地利用JavaScript的特性，我们可以将空间复杂度优化到令人惊讶的O(1)。具体做法是利用栈来模拟递归调用的过程，无需额外分配内存空间。

算法实现

function quickSort(arr) {
  if (arr.length <= 1) {
    return arr;
  }
  const stack = [];
  stack.push(0); // 左边界指针
  stack.push(arr.length - 1); // 右边界指针
  while (stack.length > 0) {
    const right = stack.pop();
    const left = stack.pop();
    const pivotIndex = partition(arr, left, right);
    if (left < pivotIndex - 1) {
      stack.push(left);
      stack.push(pivotIndex - 1);
    }
    if (pivotIndex + 1 < right) {
      stack.push(pivotIndex + 1);
      stack.push(right);
    }
  }
  return arr;
}

function partition(arr, left, right) {
  const pivot = arr[Math.floor((left + right) / 2)];
  while (left <= right) {
    while (arr[left] < pivot) {
      left++;
    }
    while (arr[right] > pivot) {
      right--;
    }
    if (left <= right) {
      [arr[left], arr[right]] = [arr[right], arr[left]];
      left++;
      right--;
    }
  }
  return left;
}