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利用JavaScript實(shí)現(xiàn)的10種排序算法總結(jié)

 更新時(shí)間：2023年05月06日 10:01:49   作者：白哥學(xué)前端  
這篇文章主要介紹了利用JavaScript實(shí)現(xiàn)的十種排序算法，主要介紹了冒泡，選擇，插入，希爾，歸并，快速，堆排，計(jì)數(shù)，桶排和基數(shù)，有感興趣的小伙伴可以參考閱讀本文

排序算法

  • 冒泡排序算法
  • 選擇排序算法
  • 插入排序算法
  • 希爾排序算法
  • 歸并排序算法
  • 快速排序算法
  • 堆排序算法
  • 計(jì)數(shù)排序算法
  • 桶排序算法
  • 基數(shù)排序算法

1、冒泡排序算法

冒泡排序（Bubble Sort）是一種簡單直觀的排序算法。冒泡排序算法的步驟描述如下：

  • 比較相鄰的元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大，就交換他們兩個(gè)。
  • 對每一對相鄰元素作同樣的工作，從開始第一對到結(jié)尾的最后一對。這步做完后，最后的元素會(huì)是最大的數(shù)。
  • 針對所有的元素重復(fù)以上的步驟，除了最后一個(gè)。
  • 持續(xù)每次對越來越少的元素重復(fù)上面的步驟，直到?jīng)]有任何一對數(shù)字需要比較。

JavaScript實(shí)現(xiàn)冒泡排序算法的代碼如下：

function bubbleSort(arr) {
    let len = arr.length;
    for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
        for (let j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
            if (arr[j] > arr[j+1]) {        // 相鄰元素兩兩對比
                let temp = arr[j+1];        // 元素交換
                arr[j+1] = arr[j];
                arr[j] = temp;
            }
        }
    }
    return arr;
}

2、選擇排序算法

選擇排序是一種簡單直觀的排序算法，無論什么數(shù)據(jù)進(jìn)去都是 O(n²) 的時(shí)間復(fù)雜度。選擇排序算法的步驟描述如下：

  • 首先在未排序序列中找到最?。ù螅┰?，存放到排序序列的起始位置。
  • 再從剩余未排序元素中繼續(xù)尋找最?。ù螅┰兀缓蠓诺揭雅判蛐蛄械哪┪?。
  • 重復(fù)第二步，直到所有元素均排序完畢。

JavaScript實(shí)現(xiàn)選擇排序算法的代碼如下：

function selectionSort(arr) {
    let len = arr.length;
    let minIndex, temp;
    for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for (let j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {     // 尋找最小的數(shù)
                minIndex = j;                 // 將最小數(shù)的索引保存
            }
        }
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
    return arr;
}

3、插入排序算法

插入排序是一種最簡單直觀的排序算法，它的工作原理是通過構(gòu)建有序序列，對于未排序數(shù)據(jù)，在已排序序列中從后向前掃描，找到相應(yīng)位置并插入。插入排序算法的步驟描述如下：將第一待排序序列第一個(gè)元素看做一個(gè)有序序列，把第二個(gè)元素到最后一個(gè)元素當(dāng)成是未排序序列。從頭到尾依次掃描未排序序列，將掃描到的每個(gè)元素插入有序序列的適當(dāng)位置。（如果待插入的元素與有序序列中的某個(gè)元素相等，則將待插入元素插入到相等元素的后面。）JavaScript實(shí)現(xiàn)插入排序算法的代碼如下：

function insertionSort(arr) {
    let len = arr.length;
    let preIndex, current;
    for (let 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、 希爾排序算法

希爾排序，也稱遞減增量排序算法，是插入排序的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序算法的步驟描述如下：選擇一個(gè)增量序列 t1，t2，……，tk，其中 ti > tj, tk = 1；按增量序列個(gè)數(shù) k，對序列進(jìn)行 k 趟排序；每趟排序，根據(jù)對應(yīng)的增量 ti，將待排序列分割成若干長度為 m 的子序列，分別對各子表進(jìn)行直接插入排序。僅增量因子為 1 時(shí)，整個(gè)序列作為一個(gè)表來處理，表長度即為整個(gè)序列的長度。JavaScript實(shí)現(xiàn)希爾排序算法的代碼如下：

function shellSort(arr) {
    let len = arr.length,
        temp,
        gap = 1;
    while(gap < len/3) {          //動(dòng)態(tài)定義間隔序列
        gap =gap*3+1;
    }
    for (gap; gap > 0; gap = Math.floor(gap/3)) {
        for (let i = gap; i < len; i++) {
            temp = arr[i];
            for (let j = i-gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j-=gap) {
                arr[j+gap] = arr[j];
            }
            arr[j+gap] = temp;
        }
    }
    return arr;
}

5、歸并排序算法

歸并排序（Merge sort）是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法。歸并排序算法的步驟描述如下：

申請空間，使其大小為兩個(gè)已經(jīng)排序序列之和，該空間用來存放合并后的序列；

設(shè)定兩個(gè)指針，最初位置分別為兩個(gè)已經(jīng)排序序列的起始位置；

比較兩個(gè)指針?biāo)赶虻脑兀x擇相對小的元素放入到合并空間，并移動(dòng)指針到下一位置；

重復(fù)步驟 3 直到某一指針達(dá)到序列尾；

將另一序列剩下的所有元素直接復(fù)制到合并序列尾。

JavaScript實(shí)現(xiàn)歸并排序算法的代碼如下：

function mergeSort(arr) {  // 采用自上而下的遞歸方法
    let len = arr.length;
    if(len < 2) {
        return arr;
    }
    let middle = Math.floor(len / 2),
        left = arr.slice(0, middle),
        right = arr.slice(middle);
    return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
}
 
function merge(left, right)
{
    let result = [];
    while (left.length && right.length) {
        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、 快速排序算法

快速排序是由東尼·霍爾所發(fā)展的一種排序算法。它是處理大數(shù)據(jù)最快的排序算法之一?？焖倥判蚴且环N分而治之思想在排序算法上的典型應(yīng)用。本質(zhì)上來看，快速排序應(yīng)該算是在冒泡排序基礎(chǔ)上的遞歸分治法?？焖倥判蛩惴ǖ牟襟E描述如下：

從數(shù)列中挑出一個(gè)元素，稱為 “基準(zhǔn)”（pivot）;

重新排序數(shù)列，所有元素比基準(zhǔn)值小的擺放在基準(zhǔn)前面，所有元素比基準(zhǔn)值大的擺在基準(zhǔn)的后面（相同的數(shù)可以到任一邊）。在這個(gè)分區(qū)退出之后，該基準(zhǔn)就處于數(shù)列的中間位置。這個(gè)稱為分區(qū)（partition）操作；

遞歸地（recursive）把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序；

遞歸的最底部情形，是數(shù)列的大小是零或一，也就是永遠(yuǎn)都已經(jīng)被排序好了。雖然一直遞歸下去，但是這個(gè)算法總會(huì)退出，因?yàn)樵诿看蔚牡╥teration）中，它至少會(huì)把一個(gè)元素?cái)[到它最后的位置去。

JavaScript實(shí)現(xiàn)快速排序算法的代碼如下：

function quickSort(arr, left, right) {
    let 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) {     // 分區(qū)操作
    let pivot = left,                      // 設(shè)定基準(zhǔn)值（pivot）
        index = pivot + 1;
    for (let 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) {
    let temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}
functiion paritition2(arr, low, high) {
  let pivot = arr[low];
  while (low < high) {
    while (low < high && arr[high] > pivot) {
      --high;
    }
    arr[low] = arr[high];
    while (low < high && arr[low] <= pivot) {
      ++low;
    }
    arr[high] = arr[low];
  }
  arr[low] = pivot;
  return low;
}
 
function quickSort2(arr, low, high) {
  if (low < high) {
    let pivot = paritition2(arr, low, high);
    quickSort2(arr, low, pivot - 1);
    quickSort2(arr, pivot + 1, high);
  }
  return arr;
}

7、堆排序算法

堆排序（Heapsort）是指利用堆這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的一種排序算法。堆排序算法的步驟描述如下：創(chuàng)建一個(gè)堆 H[0……n-1]；把堆首（最大值）和堆尾互換；把堆的尺寸縮小 1，并調(diào)用 shift_down(0)，目的是把新的數(shù)組頂端數(shù)據(jù)調(diào)整到相應(yīng)位置；重復(fù)步驟 2，直到堆的尺寸為 1。JavaScript實(shí)現(xiàn)堆排序算法的代碼如下：let len;    因?yàn)槁暶鞯亩鄠€(gè)函數(shù)都需要數(shù)據(jù)長度，所以把len設(shè)置成為全局變量

function buildMaxHeap(arr) {   // 建立大頂堆
    len = arr.length;
    for (let i = Math.floor(len/2); i >= 0; i--) {
        heapify(arr, i);
    }
}
 
function heapify(arr, i) {     // 堆調(diào)整
    let 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) {
    let temp = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = temp;
}
 
function heapSort(arr) {
    buildMaxHeap(arr);
 
    for (let i = arr.length-1; i > 0; i--) {
        swap(arr, 0, i);
        len--;
        heapify(arr, 0);
    }
    return arr;
}

8、計(jì)數(shù)排序算法

計(jì)數(shù)排序的核心在于將輸入的數(shù)據(jù)值轉(zhuǎn)化為鍵存儲(chǔ)在額外開辟的數(shù)組空間中。作為一種線性時(shí)間復(fù)雜度的排序，計(jì)數(shù)排序要求輸入的數(shù)據(jù)必須是有確定范圍的整數(shù)。JavaScript實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)排序算法的代碼如下：

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

9、桶排序算法

桶排序是計(jì)數(shù)排序的升級版。它利用了函數(shù)的映射關(guān)系，高效與否的關(guān)鍵就在于這個(gè)映射函數(shù)的確定。JavaScript實(shí)現(xiàn)桶排序算法的代碼如下：

function bucketSort(arr, bucketSize) {
    if (arr.length === 0) {
      return arr;
    }
 
    let i;
    let minValue = arr[0];
    let maxValue = arr[0];
    for (i = 1; i < arr.length; i++) {
      if (arr[i] < minValue) {
          minValue = arr[i];                // 輸入數(shù)據(jù)的最小值
      } else if (arr[i] > maxValue) {
          maxValue = arr[i];                // 輸入數(shù)據(jù)的最大值
      }
    }
 
    //桶的初始化
    let DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5;            // 設(shè)置桶的默認(rèn)數(shù)量為5
    bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE;
    let bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;   
    let buckets = new Array(bucketCount);
    for (i = 0; i < buckets.length; i++) {
        buckets[i] = [];
    }
 
    //利用映射函數(shù)將數(shù)據(jù)分配到各個(gè)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]);                      // 對每個(gè)桶進(jìn)行排序，這里使用了插入排序
        for (let j = 0; j < buckets[i].length; j++) {
            arr.push(buckets[i][j]);                      
        }
    }
 
    return arr;
}

10、基數(shù)排序算法

基數(shù)排序是一種非比較型整數(shù)排序算法，其原理是將整數(shù)按位數(shù)切割成不同的數(shù)字，然后按每個(gè)位數(shù)分別比較。由于整數(shù)也可以表達(dá)字符串（比如名字或日期）和特定格式的浮點(diǎn)數(shù)，所以基數(shù)排序也不是只能使用于整數(shù)。

JavaScript實(shí)現(xiàn)基數(shù)排序算法的代碼如下：

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

以上就是利用JavaScript實(shí)現(xiàn)的10種排序算法總結(jié)的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于JavaScript排序算法的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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