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    静Yu的博客:十大排序算法

    作者:[db:作者] 时间:2021-08-20 16:00

    十大基本排序算法

    排序算法可以分为内部排序和外部排序。

    内部排序是数据记录在内存中进行排序。

    而外部排序是因排序的数据很大,一次不能容纳全部的排序记录,在排序过程中需要访问外存。

    常见的内部排序算法有:插入排序、希尔排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序、基数排序等。

    关于时间复杂度:
    1.平方阶 (O(n2)) 排序 各类简单排序:直接插入、直接选择和冒泡排序。
    2.线性对数阶 (O(nlog2n)) 排序 快速排序、堆排序和归并排序;
    3.O(n1+§)) 排序,§ 是介于 0 和 1 之间的常数。 希尔排序
    4.线性阶 (O(n)) 排序 基数排序,此外还有桶、箱排序。

    关于稳定性:
    1.稳定的排序算法:冒泡排序、插入排序、归并排序和基数排序。
    2.不是稳定的排序算法:选择排序、快速排序、希尔排序、堆排序。
    在这里插入图片描述
    1.冒泡排序
    在这里插入图片描述

    function bubbleSort(arr) {
        var len = arr.length;
        for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
            for (var j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j+1]) {        // 相邻元素两两对比
                    var temp = arr[j+1];        // 元素交换
                    arr[j+1] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        return arr;
    }
    

    2.选择排序
    在这里插入图片描述

    function selectionSort(arr) {
        var len = arr.length;
        var minIndex, temp;
        for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
            minIndex = i;
            for (var j = i + 1; j < len; j++) {
                if (arr[j] < arr[minIndex]) {     // 寻找最小的数
                    minIndex = j;                 // 将最小数的索引保存
                }
            }
            temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
        return arr;
    

    3.插入排序
    在这里插入图片描述

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

    4.希尔排序
    在这里插入图片描述

    function shellSort(arr) {
        var len = arr.length;
        for (var gap = Math.floor(len / 2); gap > 0; gap = Math.floor(gap / 2)) {
            // 注意:这里和动图演示的不一样,动图是分组执行,实际操作是多个分组交替执行
            for (var i = gap; i < len; i++) {
                var j = i;
                var current = arr[i];
                while (j - gap >= 0 && current < arr[j - gap]) {
                     arr[j] = arr[j - gap];
                     j = j - gap;
                }
                arr[j] = current;
            }
        }
        return arr;
    }
    

    5.归并排序
    在这里插入图片描述

    function mergeSort(arr) {
        var len = arr.length;
        if (len < 2) {
            return arr;
        }
        var middle = Math.floor(len / 2),
            left = arr.slice(0, middle),
            right = arr.slice(middle);
        return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
    }
     
    function merge(left, right) {
        var result = [];
     
        while (left.length>0 && right.length>0) {
            if (left[0] <= right[0]) {
                result.push(left.shift());
            } else {
                result.push(right.shift());
            }
        }
     
        while (left.length)
            result.push(left.shift());
     
        while (right.length)
            result.push(right.shift());
     
        return result;
    }
    

    6.快速排序
    在这里插入图片描述

    function quickSort(arr, left, right) {
        var len = arr.length,
            partitionIndex,
            left = typeof left != 'number' ? 0 : left,
            right = typeof right != 'number' ? len - 1 : right;
     
        if (left < right) {
            partitionIndex = partition(arr, left, right);
            quickSort(arr, left, partitionIndex-1);
            quickSort(arr, partitionIndex+1, right);
        }
        return arr;
    }
     
    function partition(arr, left ,right) {     // 分区操作
        var pivot = left,                      // 设定基准值(pivot)
            index = pivot + 1;
        for (var i = index; i <= right; i++) {
            if (arr[i] < arr[pivot]) {
                swap(arr, i, index);
                index++;
            }       
        }
        swap(arr, pivot, index - 1);
        return index-1;
    }
     
    function swap(arr, i, j) {
        var temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
    

    7.堆排序

    在这里插入图片描述

    var len;    // 因为声明的多个函数都需要数据长度,所以把len设置成为全局变量
     
    function buildMaxHeap(arr) {   // 建立大顶堆
        len = arr.length;
        for (var i = Math.floor(len/2); i >= 0; i--) {
            heapify(arr, i);
        }
    }
     
    function heapify(arr, i) {     // 堆调整
        var left = 2 * i + 1,
            right = 2 * i + 2,
            largest = i;
     
        if (left < len && arr[left] > arr[largest]) {
            largest = left;
        }
     
        if (right < len && arr[right] > arr[largest]) {
            largest = right;
        }
     
        if (largest != i) {
            swap(arr, i, largest);
            heapify(arr, largest);
        }
    }
     
    function swap(arr, i, j) {
        var temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
     
    function heapSort(arr) {
        buildMaxHeap(arr);
     
        for (var i = arr.length - 1; i > 0; i--) {
            swap(arr, 0, i);
            len--;
            heapify(arr, 0);
        }
        return arr;
    }
    

    8.计数排序
    在这里插入图片描述

    function countingSort(arr, maxValue) {
        var bucket = new Array(maxValue + 1),
            sortedIndex = 0;
            arrLen = arr.length,
            bucketLen = maxValue + 1;
     
        for (var i = 0; i < arrLen; i++) {
            if (!bucket[arr[i]]) {
                bucket[arr[i]] = 0;
            }
            bucket[arr[i]]++;
        }
     
        for (var j = 0; j < bucketLen; j++) {
            while(bucket[j] > 0) {
                arr[sortedIndex++] = j;
                bucket[j]--;
            }
        }
     
        return arr;
    }
    

    9.桶排序
    在这里插入图片描述

    function bucketSort(arr, bucketSize) {
        if (arr.length === 0) {
          return arr;
        }
     
        var i;
        var minValue = arr[0];
        var maxValue = arr[0];
        for (i = 1; i < arr.length; i++) {
          if (arr[i] < minValue) {
              minValue = arr[i];                // 输入数据的最小值
          } else if (arr[i] > maxValue) {
              maxValue = arr[i];                // 输入数据的最大值
          }
        }
     
        // 桶的初始化
        var DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5;            // 设置桶的默认数量为5
        bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE;
        var bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;  
        var buckets = new Array(bucketCount);
        for (i = 0; i < buckets.length; i++) {
            buckets[i] = [];
        }
     
        // 利用映射函数将数据分配到各个桶中
        for (i = 0; i < arr.length; i++) {
            buckets[Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize)].push(arr[i]);
        }
     
        arr.length = 0;
        for (i = 0; i < buckets.length; i++) {
            insertionSort(buckets[i]);                      // 对每个桶进行排序,这里使用了插入排序
            for (var j = 0; j < buckets[i].length; j++) {
                arr.push(buckets[i][j]);                     
            }
        }
     
        return arr;
    }
    

    10.基数排序
    在这里插入图片描述

    var counter = [];
    function radixSort(arr, maxDigit) {
        var mod = 10;
        var dev = 1;
        for (var i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) {
            for(var j = 0; j < arr.length; j++) {
                var bucket = parseInt((arr[j] % mod) / dev);
                if(counter[bucket]==null) {
                    counter[bucket] = [];
                }
                counter[bucket].push(arr[j]);
            }
            var pos = 0;
            for(var j = 0; j < counter.length; j++) {
                var value = null;
                if(counter[j]!=null) {
                    while ((value = counter[j].shift()) != null) {
                          arr[pos++] = value;
                    }
              }
            }
        }
        return arr;
    }
    
    cs