JavaScript 快速排序算法

前段时间,看到一篇叫做《面试官:阮一峰版的快速排序完全是错的》的文章,恰巧此前不久也学习了阮一峰老师的快排,非常通俗易懂易实现,不得不说,标题一下抓住了我的眼球。

文章内容就是某面试官(简写成A,下同)微博公开说阮一峰老师(简写成R,下同)快排是完全错误的,重点是,所有面试者的快排都是R的,Google 前端快排 也都是R的,一个A认为完全错误的算法还一统前端的天下了,也许A在发博的时候带了情绪,亦或是有别的原因,措辞犀利,引起了前端界一波争议。而以上,都不是我关注的重点,我把重点投到了算法上:

一、阮一峰老师的快排js实现

 思路:

1、选择数组中间数作为基数,并从数组中取出此基数;

2、准备两个数组容器,遍历数组,逐个与基数比对,较小的放左边容器,较大的放右边容器;

3、递归处理两个容器的元素,并将处理后的数据与基数按大小合并成一个数组,返回。

实现:

    var quickSort = function(arr) {

      if (arr.length <= 1) { return arr; }

      var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2);

      var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];

      var left = [];

      var right = [];

      for (var i = 0; i < arr.length; i++){

        if (arr[i] < pivot) {

          left.push(arr[i]);

        } else {

          right.push(arr[i]);

        }

      }

      return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));

    };

 总结:

R的思路非常清晰,选择基数为参照,划分数组,分而治之,对于新手来理解快排的核心思想“参照-划分-递归”,很容易理解 。

既实现了排序,又符合快速排序的思想,为什么还会为人所诟病呢?原来是因为:

1、R取基数用的是splice()函数取,而不是算法中常用的取下标。基数只是一个参照对象,在比对的时候,只要能从数组中取到即可,所以只需要知道它的索引即可,调用函数删除基数只会更耗时;

2、根据基数来划分时,R专门生成两个数组来存储,从而占用了更多的存储空间(增加了空间复杂度)。

严格上讲,R的代码仅仅是用快速排序的思想实现了排序,也算是快速排序,但是还有很多改进之处。

二、文章中提出的快排js实现

思路:

1、通过下标取中间数为基数;

2、从起点往后寻找比基数大的,记录为下标 i;再从终点往前寻找比基数小的,记录为下标 j,当 i <= j时,原地交换数值;

3、重复步骤2,直到遍历所有元素,并记录遍历的最后一个下标 i,以此下标为分界线,分为左右两边,分别重复步骤1~3实现递归排序;

实现(为方便理解,在原文基础上有所合并):

    // 快排改进——黄佳新
    var devide_Xin = function (array, start, end) {
        if(start >= end) return array;
        var baseIndex = Math.floor((start + end) / 2), // 基数索引
             i = start,
             j = end;

        while (i <= j) {
            while (array[i] < array[baseIndex]) {
                i++;
            }
            while (array[j] > array[baseIndex])  {
                j--;
            }

            if(i <= j) {
                var temp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = temp;
                i++;
                j--;
            }
        }
        return i;
    }

    var quickSort_Xin = function (array, start, end) {
        if(array.length < 1) {
            return array;
        }
        var index = devide_Xin(array, start, end);
        if(start < index -1) {
            quickSort_Xin(array, start, index - 1);
        }
        if(end > index) {
            quickSort_Xin(array, index, end);
        }

        return array;
    }

总结:

1、用下标取基数,只有一个赋值操作,跟快;

2、原地交换,不需要新建多余的数组容器存储被划分的数据,节省存储;

比较:

相较而言,理论分析,实现二确实是更快速更省空间,那么事实呢?

以上是实现一与实现二在chrome上测试耗时的统计结果,测试方案为:各自随机生成100万个数(乱序),分别完成排序,统计耗时。

结论:

事实上,乱序排序,实现二更快。

三、网上其他的快排js实现

思路:

1、通过下表取排序区间的第0个数为基数

2、排序区间基数以后,从右往左,寻找比基数小的,从左往右,寻找比基数大的,原地交换;

3、重复步骤2直到 i >= j;

4、将基数与下标为 i 的元素原地交换,从而实现划分;

5、递归排序基数左边的数,递归排序基数右边的数,返回数组。

实现:

    var quickSort_New = function(ary, left, right) {
        if(left >= right) {
            return ary;
        }

        var i = left,
             j = right;
             base = ary[left];

        while (i < j) {
            // 从右边起,寻找比基数小的数
            while (i<j && ary[j] >= base) {
                j--;
            }

            // 从左边起,寻找比基数大的数
            while (i<j && ary[i] <= base) {
                i++
            } 

            if (i<j) {
                var temp = ary[i];
                ary[i] = ary[j];
                ary[j] = temp;
            }
        }

        ary[left] = ary[i];
        ary[i] = base;

        quickSort_New(ary, left, i-1);
        quickSort_New(ary, i+1, right);

        return ary;
    }

总结:

除选基数不同以外,其他与实现二类似。

另外:

比较一下实现二与实现三的速度,结果如下:

多次测试结果均为:实现二耗时略小于实现三,偶尔出现大于的情况,但相差不大。

算法是计算机基础,无论前后端,都应该重视,前端入门门槛低,确实很多前端算法功底差,但前端也有挺多东西要学,并不是A所说的“天花板低”。还是埋起头来学习吧!

 

完~

 

posted @ 2018-06-14 15:55  新羽  阅读(36262)  评论(4编辑  收藏  举报