Javascript中的冒泡排序，插入排序，选择排序，快速排序，归并排序，堆排序算法性能分析

浏览数：17 / 时间：2015年06月08日

阿里面试中有一道题是这样的：

　　　　　　　　　　　　　　　　请用JavaScript语言实现 sort 排序函数，要求：sort([5, 100, 6, 3, -12]) // 返回 [-12, 3, 5, 6, 100]，如果你有多种解法，请阐述各种解法的思路及优缺点。（仅需用代码实现一种解法，其它解法用文字阐述思路即可）

那我们就来看一下各种解法的思路以及优缺点~

简单排序

1冒泡法：

原理：对存放原始数据的数组，按从前往后的方向进行多次扫描，每次扫描称为一趟。当发现相邻两个数据的次序与要求的不同时，即将两个数据进行互换，第一次扫描结束后，进行第二次扫描，直到所有数据符合要求。

优点：

平均时间复杂度O（n*n），是比较容易实现的算法，相对稳定。

缺点：

慢，每次只能移动相邻两个数据

 1 var sortArray=new Array();
 2     var temp;
 3     sortArray=id_list.split(":");
 4     for(var i=0;i<sortArray.length;i++)
 5     {
 6         for(var j=0;j<i;j++)
 7         {
 8            
 9             if(parseInt(sortArray[j])>parseInt(sortArray[i]))
10             {
11                 temp=sortArray[j];
12                 sortArray[j]=sortArray[i];
13                 sortArray[i]=temp;
14             }
15         }
16     }

2插入排序：
原理：首先新建一个空列表用于保存已经排序的有序数列A，从原序列B中取出一个数，逐个与有序列表中的数比较，如果b[0]大于a[0]则跳过，继续比较b[0]与a[1],如果前者仍大于后者，则继续跳过，直到b[0]小于a[x],则将b[0]插入到a[x]的位置，a[x]及其后面的往后移动一位。使其仍旧保持有序状态。然后再取出一个数按相同方法插入，直至原数列为空。它借助了“逐步扩大成果”的思想，使有序列表的长度逐渐增长，直至等于元列表的长度即排序完成。

优点：

容易实现，稳定，快，适合少量数据比较。时间复杂度为O（n*n）。

缺点：

效率不高，比较次数不一定，比较次数越少，插入点后的数据移动越多，如果数据量庞大的话，可以使用链表来解决这个问题~

 1 function insertSort(){
 2 var A=[5,2,4,6,1,3];
 3 
 4 document.write("原数组:")
 5     for (var n = 0; n < A.length; n++) {
 6         document.write(A[n] + " ");
 7     }
 8 document.write("原数组长度:"+A.length+"<br/>");
 9     var key;
10     var i;
11     for(var j=1;j<A.length;j++){
12         key=A[j];
13         i=j-1;
14         while(i>-1&&A[i]>key){
15             A[i+1]=A[i];
16             i=i-1;
17         }
18         A[i+1]=key;
19         
20     //输出结果
21     document.write("第" + j + "遍排序的结果是:")
22     for (var n = 0; n < A.length; n++) {
23         document.write(A[n] + " ");
24     }
25     document.write("<br />")
26     }
27 }

3选择排序

原理：每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，顺序放在已排好的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。

优点：进行（n-1）趟排序即可排序完成，时间复杂度为n的平方O（n*n）

缺点：比较次数比较多，每一趟从数据中选出的目标数据都是和剩下所有数据比较的结果。

*注意和冒泡排序的区别选择排序是从一个序列到另一个序列，冒泡排序是在本身序列的排序，选择排序性能稍稍好于冒泡排序。

 1    function selectSort(array) {
 2             var min, temp; ;
 3             for (var i = 0; i < array.length; i++) {
 4                 min = i;
 5                 for (var j = i + 1; j < array.length; j++) {
 6                     if (array[min] > array[j])
 7                         min = j;
 8                 }
 9                 if (min != i) {
10                     temp = array[i];
11                     array[i] = array[min];
12                     array[min] = temp;
13                 }
14                 /* 输出结果 */
15                 document.write("第 + i + "遍排序的结果是:")
16                 for (var n = 0; n < array.length; n++) {
17                     document.write(array[n] + ",");
18                 }
19 
20                 document.write("<br />")
21                 /* 输出结果结束 */
22 
23             }
24         }

高效排序

快速排序

原理：快速排序是目前已知速度最快的排序方法，，排序方法所运用的思想和我们众所周知的二分法一脉相承，专业一点的话称为“分治策略”。保证列表的前半部分都小于后半部分，然后分别对两部分进行排序，这样比较前半部分时就不需要和后半部分比较了，这种方法大大减少了数据间的不必要排序，因而高效~具体步骤：假设要对一组数据进行升序排列，先任取数据a[x]作为基准，，比较a[x]与其他数据并排序，使a[x]排在数据的第k位，并且使a[1]~a[k-1]中的每一个数据都小于a[x],a[k+1]~a[n]中的每一个数据都大于a[k]，然后按同样的方法对两组数据进行快速排序。

优点：速度极快，数据移动较少平均时间复杂度为(n*log n)

缺点：不稳定

 1   var count = 0;
 2         function quickSort(array, low, high) {
 3             var temp;
 4             
 5             if (low < high) {
 6 
 7                 var keypoint = QuickSortHelp(array, low, high);
 8                 count++;
 9                 document.write("<br />第台? + count + "遍括?排?序ò的?结á果?是?:")
10                 for (var l = 0; l < array.length; l++) {
11                     document.write(array[l] + ",");
12                 }
13                 quickSort(array, low, keypoint - 1);
14                 quickSort(array, keypoint + 1, high);
15                 
16 
17                 }
18         }
19         function QuickSortHelp(array, low, high) {
20             while (low < high) {
21 
22                 while (low < high && array[low] <= array[high]) {
23                     high--;
24                 }
25                 temp = array[low];
26                 array[low] = array[high];
27                 array[high] = temp;
28                 while (low < high && array[low] <= array[high]) {
29                     low++
30                 }
31                 temp = array[low];
32                 array[low] = array[high];
33                 array[high] = temp;
34 
35             }
36             return low;
37         }
38

归并排序：

原理：归并排序是多次将两个或两个以上的有序表合并成一个新的有序表。特点是相等的元素的顺序不会改变，这对要排序数据包含多个信息按其中的某一个信息排序，要求其他信息尽量按输入的顺序排列时很重要，这也是比快速排序优势的地方。归并排序对数据的有序性不敏感，其时间复杂度在任何情况下都是O(nlog 2n)，所以如果数据节点数据量大的话不是很合适。但是如果改造成索引操作的话效果还是很棒的~

优缺点在原理中说明~

 1//source源数组
 2//dest目标数组
 3//s起始下标
 4//t目标下标
 5 function mSort(source, dest, s, t) {
 6 var m; //取中间值
 7 var dest2 = new Array();
 8 if (s == t) {
 9 dest[s] = source[s];
10 
11             }
12             else {
13                 m = Math.floor((s + t) / 2);
14                 mSort(source, dest2, s, m);
15                 mSort(source, dest2, m+1 , t);
16                 merge(dest2, dest, s, m, t);
17                 /* 输出结果 */
18                 document.write("<br />第 + ++count + "遍排序的结果是:")
19                 for (var n = 0; n < dest.length; n++) {
20                     document.write(array[n] + ",");
21                 }
22                

23             }
24 
25         }
26         
27
28//source原数组
29//dest排序后的数组
30//s第一个下标
31//m第二个数组下标
3233         function merge(source, dest, s, m, n) {
34             for (var j = m+1, k = s; j <= n && s <= m; k++) {
35                 if (source[s] < source[j]) {
36                     dest[k] = source[s++];
37                 }
38                 else {
39                     dest[k] = source[j++];
40                 }
41             }
42            
43                 //将剩余排不完的有序数组加入到dest的末端
44                 if (s <= m) {
45                     for (var l = 0; l <= m - s; l++) {
46                         dest[k + l] = source[s+l];
47                     }
48                 }
49                 if (j <= n) {
50                     for (var l = 0; l <= n - j; l++) {
51                         dest[k + l] = source[j+l];
52                     }
53                 
54             }
55         }

堆排序：

原理：首先新建一个空列表，在带排序数列中找到最大的数字，将其加在空列表的末尾，并将其从原数列中删除，重复以上步骤，直至原数列为空。

*请注意与插入排序的区别，堆排序时间复杂度为O（nlog n），插入排序为O（n*n）,堆排序新建的空列表作用与插入排序新建的有序列表作用相同，但仅仅是作用相同。

优点：效率高，如果只是要找到最大数的话时间复杂度仅仅为O(1)

缺点：实现相对复杂

 1 function heapSort(array) {
 2             var temp;
 3             var i;
 4             for (i = Math.floor(array.length / 2); i >= 0; i--) {
 5                 heapAdjust(array, i, array.length - 1); //将数组array构建成一个大顶堆
 6             }
 7             for (i = array.length - 1; i >= 0; i--) {
 8                 /*把根节点交换出去*/
 9                 temp = array[i];
10                 array[i] = array[0];
11                 array[0] = temp;
12 
13                 /*余下的数组继续构建成大顶堆*/
14                 heapAdjust(array, 0, i - 1);
15                 /* 输出结果 */
16                 document.write("<br />第 + (array.length - i).toString() + "遍排序的结果是:")
17                 for (var n = 0; n < array.length; n++) {
18                     document.write(array[n] + ",");
19                 }
20                 /* 输出结果结束 */
21             }
22         }
23         //要调整的子树
24         //start为数组开始下标
25         //max是数组结束下标
26         function heapAdjust(array, start, max) {
27             var temp, j;
28             temp = array[start];//temp是根节点的值
29             for (j = 2 * start; j < max; j *= 2) {
30                 if (j < max && array[j] < array[j + 1]) {  //取得较大孩子的下标
31                     ++j;
32 
33                 }
34                 if (temp >= array[j])
35                     break;
36                 array[start] = array[j];
37                 start = j;
38             }
39             array[start] = temp;
40 
41         }