使用JS实现三种基本的排序算法以及三种算法的比较

wh469012917 发布于2019-08-20 19:09 / 701人阅读

摘要：介绍排序算法是算法中最常见的算法之一，我这里要介绍的是排序算法中的三种基本算法冒泡排序选择排序插入排序，在文章的后面我会对三种算法的速度进行对比。

1.介绍

排序算法是算法中最常见的算法之一，我这里要介绍的是排序算法中的三种基本算法：冒泡排序、选择排序、插入排序，在文章的后面我会对三种算法的速度进行对比。

2.冒泡排序

冒泡排序其名来源与其算法实现，会使得数组中的元素一个个从数组一端漂到另一端而故这样命名。下面我们实现的是对数组就行升序排列的冒泡：

function bubbleSort(arr){
    if(!arr instanceof Array){
        return;
    }
    if(arr.length == 0 || arr.length == 1){
        return arr;
    }
    for(let outer = arr.length; outer >= 2; outer--){
        for(let inner = 0; inner <= outer - 1; inner++){
            if(arr[inner] > arr[inner + 1]){
                let temp = arr[inner];
                arr[inner] = arr[inner + 1];
                arr[inner + 1] = temp;    
            }
        }
    }
    return arr;
}

3.选择排序

选择排序我们也需要用到嵌套循环，算法思路如下：
从数组的第一个元素开始，将第一个元素逐个与其他元素比较，检查完所有元素后，最小的元素会放到最前面。然后从第二个元素继续，重复这一过程，直到进行到数组倒数第二个元素，排序并完成了。

外循环从数组的第一个元素移动到倒数第二个元素；内循环从第二个数组元素移动到最后一个元素，查找比当前外循环所指向的元素小的元素。每次内循环迭代后，数组中最小的值都会被赋值到合适的位置。

function selectionSort(arr){
    if(!arr instanceof Array){
        return;
    }
    if(arr.length == 0 || arr.length == 1){
        return arr;
    }
    let min;
    for(let outer = 0; outer <= arr.length - 2; outer++){
        min = outer;
        for(let inner = outer + 1; inner <= arr.length - 1; inner++){
            if(arr[inner] < arr[min]){
                min = inner;
            }
        }
         let temp = arr[outer];
         arr[outer] = arr[min];
         arr[min] = temp;
    }
    return arr;
}

4.插入排序

插入排序有两个循环。外循环将数组元素挨个移动，而内循环则对外循环中选中的元素及它后面的那个元素进行比较。如果外循环中选中的元素比内循环中选中的元素小，那么数组元素会向右移动，为内循环中的这个元素腾出位置。

function insertionSort(arr){
    if(!arr instanceof Array){
        return;
    }
    if(arr.length == 0 || arr.length == 1){
        return arr;
    }
    let temp,inner;
    for(let outer = 0; outer < arr.length; outer++){
        temp = arr[outer];
        inner = outer;
        while(inner > 0 && (arr[inner - 1] >= temp)){
            arr[inner] = arr[inner - 1];
            --inner;
        }
        arr[inner] = temp;
    }
    return arr; 
}

5.三种排序算法速度的比较

首先我们实现一个生成随机数组的函数：

function createArr(n){
    let arr = [];
    if(typeof n !== "number"){
        return;
    }
    if(n === 0){
        return arr;
    }
    for(let i = 0; i < n ; i++){
        arr[i] = Math.floor(Math.random() * (n + 1));
    }
    return arr;
}

我们通过获取当前的时间戳和运行算法后时间戳进行对比来比较，主要比较数组的大小为100， 1000， 10000时来观察三种算法。

//数组为100的情况
let arr = createArr(100);
let start = Date.now();
bubbleSort(arr);
let stop = Date.now();
cosnole.log(`冒泡排序用时${stop - start}`);
    start = Date.now();
selectionSort(arr);
    stop = Date.now();
cosnole.log(`选择排序用时${stop - start}`);    
    start = Date.now();
insertionSort(arr);
    stop = Date.now();
cosnole.log(`插入排序用时${stop - start}`);

最后得出的结果为

说明数组大小为100时，三种排序算法速度之间没有什么太大的差别。
我把数组扩大为1000得到的结果如下：

现在我们可以看到选择排序和插入排序比冒泡排序都快了很多。
接着我把数据增大为10000，得到的结果为：

现在我们可以很明显的看出三种排序算法的速度谁快谁慢了，特别是我们处理比较大的数据时，对算法的选择影响到程序的性能。

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