摘要:今天跟大家分享多種排序算法里使用較廣泛,速度快的排序算法快速排序法平均時(shí)間復(fù)雜度為。快速排序法的原理快速排序是一種劃分交換排序,它采用分治的策略,通常稱其為分治法。
HTML5學(xué)堂-碼匠:前幾期“算法之旅”跟大家分享了冒泡排序法和選擇排序法,它們都屬于時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)的“慢”排序。今天跟大家分享多種排序算法里使用較廣泛,速度快的排序算法
—— 快速排序法 [ 平均時(shí)間復(fù)雜度為O (n logn) ]。
Tips 1:關(guān)于“算法”及“排序”的基礎(chǔ)知識(shí),在此前“選擇排序法”中已詳細(xì)講解,可點(diǎn)擊文后的相關(guān)文章鏈接查看,在此不再贅述。
Tips 2:如果無特殊說明,本文的快速排序是從小到大的排序。
快速排序是一種劃分交換排序,它采用分治的策略,通常稱其為分治法。
分治法基本思想:將原問題分解為若干個(gè)規(guī)模更小但結(jié)構(gòu)與原問題相似的子問題。遞歸地解決這些子問題,然后將這些子問題的結(jié)果組合成原問題的結(jié)果。
基本原理從序列中任選一個(gè)數(shù)作為“基準(zhǔn)”;
所有小于“基準(zhǔn)”的數(shù),都挪到“基準(zhǔn)”的左邊;所有大于等于“基準(zhǔn)”的數(shù),都挪到“基準(zhǔn)”的右邊;
在這次移動(dòng)結(jié)束之后,該“基準(zhǔn)”就處于兩個(gè)序列的中間位置,不再參與后續(xù)的排序;
針對(duì)“基準(zhǔn)”左邊和右邊的兩個(gè)子序列,不斷重復(fù)上述步驟,直到所有子序列只剩下一個(gè)數(shù)為止。
現(xiàn)有一個(gè)序列為 [8, 4, 7, 2, 0, 3, 1],如下演示快速排序法如何對(duì)其進(jìn)行排序。
實(shí)現(xiàn)快速排序的步驟分解 選擇“基準(zhǔn)”,并將其從原始數(shù)組分離先獲取基準(zhǔn)的索引值,再使用splice數(shù)組方法取出基準(zhǔn)值。
Tips:該實(shí)例中, 基準(zhǔn)的索引值 = parseInt(序列長度 / 2)
Tips:splice方法會(huì)改變?cè)紨?shù)組。例如,arr = [1, 2, 3]; 基準(zhǔn)索引值為1,基準(zhǔn)值為2,原始數(shù)組變?yōu)閍rr = [1, 3];
與“基準(zhǔn)”比較大小,并拆分為兩個(gè)子序列
小于“基準(zhǔn)”的數(shù)存儲(chǔ)于leftArr數(shù)組當(dāng)中,大于等于“基準(zhǔn)”的數(shù)存儲(chǔ)于rightArr數(shù)組當(dāng)中
Tips:當(dāng)然,也可以將 小于等于“基準(zhǔn)”的數(shù)存于leftArr,大于“基準(zhǔn)”的數(shù)存于rightArr
由于要遍歷序列,將每一個(gè)數(shù)與“基準(zhǔn)”進(jìn)行大小比較,所以,需要借助for語句來實(shí)現(xiàn)
定義一個(gè)函數(shù),形參用于接收數(shù)組
function quickSort(arr) { };
實(shí)現(xiàn)遞歸調(diào)用遍歷子序列,用concat數(shù)組方法組合子序列的結(jié)果
判斷子序列的長度遞歸調(diào)用的過程中,子序列的長度等于1時(shí),則停止遞歸調(diào)用,返回當(dāng)前數(shù)組。
快速排序法完整代碼 快速排序法的效率 時(shí)間復(fù)雜度最壞情況:每一次選取的“基準(zhǔn)”都是序列中最小的數(shù)/最大的數(shù),這種情況與冒泡排序法類似(每一次只能確定一個(gè)數(shù)[基準(zhǔn)數(shù)]的順序),時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)
最好情況:每一次選取的“基準(zhǔn)”都是序列中最中間的一個(gè)數(shù)(是中位數(shù),而不是位置上的中間),那么每次都把當(dāng)前序列劃分成了長度相等的兩個(gè)子序列。這時(shí)候,第一次就有n/2、n/2兩個(gè)子序列,第二次就有n/4、n/4、n/4、n/4四個(gè)子序列,依此類推,n個(gè)數(shù)一共需要logn次才能排序完成(2^x=n,x=logn),然后每次都是n的復(fù)雜度,時(shí)間復(fù)雜度為O(n logn)
最壞情況:需要進(jìn)行n‐1 次遞歸調(diào)用,其空間復(fù)雜度為 O(n)
最好情況:需要logn次遞歸調(diào)用,其空間復(fù)雜度為O(logn)
快速排序是一種不穩(wěn)定排序算法
例如:現(xiàn)有序列為[1, 0, 1, 3],“基準(zhǔn)”數(shù)字選擇為第二個(gè)1
在第一輪比較之后,變成了[0, 1, 1, 3],左序列為[0],右序列為[1, 3](右序列的1是此前的第一個(gè)1)
不難發(fā)現(xiàn),原序列的兩個(gè)1的先后順序被破壞了,改變了先后順序,自然就是“不穩(wěn)定”的排序算法了
在此前的“冒泡排序法”一文當(dāng)中,我們?cè)敿?xì)講解過O是什么,在此就不多說了,直接上圖吧
相關(guān)文章鏈接算法之旅 | 選擇排序法
算法之旅 | 冒泡排序法
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