如何掌握前端数据结构与算法之排序算法

2024-02-04 16:10:40

前言

前端数据结构与算法之排序算法，排序算法是数据结构与算法中的重要组成部分，它可以帮助我们对数据进行有效组织和管理，提高数据处理效率。在前端开发中，掌握排序算法可以帮助我们优化网页性能，提高用户体验。本文将介绍几种常用的排序算法，并通过示例代码演示它们的实现过程。

排序算法概述

排序算法是将数据按照一定顺序排列的算法。常见的排序算法包括：

冒泡排序：冒泡排序是一种最简单的排序算法，它通过不断比较相邻元素并交换位置的方式将数据从小到大排序。
选择排序：选择排序是一种通过不断选择最小元素并将其放置在正确位置的方式将数据从小到大排序。
插入排序：插入排序是一种通过不断将元素插入到正确位置的方式将数据从小到大排序。
希尔排序：希尔排序是一种改进的插入排序，它通过在数据中插入间隔较大的元素，然后逐渐缩小间隔的方式将数据从小到大排序。
快速排序：快速排序是一种分治排序算法，它通过不断将数据划分为较小的子集，然后递归地对子集进行排序的方式将数据从小到大排序。
归并排序：归并排序是一种分治排序算法，它通过不断将数据划分为较小的子集，然后对子集进行排序并合并的方式将数据从小到大排序。

排序算法实现

以下是用 JavaScript 实现的几种常用的排序算法：

// 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 minIndex = i;
    for (let j = i + 1; j < arr.length; j++) {
      if (arr[j] < arr[minIndex]) {
        minIndex = j;
      }
    }
    [arr[i], arr[minIndex]] = [arr[minIndex], arr[i]];
  }
  return arr;
}

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

// 希尔排序
function shellSort(arr) {
  let gap = Math.floor(arr.length / 2);
  while (gap > 0) {
    for (let i = gap; i < arr.length; i++) {
      let key = arr[i];
      let j = i - gap;
      while (j >= 0 && arr[j] > key) {
        arr[j + gap] = arr[j];
        j -= gap;
      }
      arr[j + gap] = key;
    }
    gap = Math.floor(gap / 2);
  }
  return arr;
}

// 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, quickSort(right));
}

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

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