【前端算法入門】快速排序

背景

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之前不寫技術博客，但寫文章，寫段子，深入體會過「寫」的妙處。 寫博客，不止是分享的過程，更不是單純的記錄，它還有個特殊功效，就是產生更多細緻具體的思考。思惟在腦海中是徹底自由的，但落筆時，它受到約束，你必須讓本身有理有據。因此不少思惟上的小漏洞，會在寫出來時暴露，而新的想法，也可能會在落筆的時候促生。這是妙處。

所以，開個小系列，寫技術博客。這是原因。

簡單介紹

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這個小系列，主要練習一些基礎算法，從排序、查找開始，中後期會有一些數圖，最短路徑都常見算法。本人是前端程序員，因此目的旨在掌握常見算法，更多的高能，暫時不打算深刻，由於時間有限，還要騰出時間去了解學習前端龐大繁雜的生態。

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至於身爲前端爲何搞算法？

首先基礎算法掌握一下，是CS畢業生對本身的基本要求。

再者算法玩起來，會對本身有個提醒，作程序員，必定要玩出腦力工做，而不是溫馨地保持在體力工做。算法用做鍛鍊邏輯思惟。

再功利一點，面試的時候，會派上用場，多少前端高手摺在了手寫二分上面？遺憾。

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本系列的代碼，除了會摘取關鍵部分貼到博文中以外，全部代碼均會放在一個倉庫內，託管到github。算法部分以用typescript進行編寫，正好同時學習ts，用karam + mocha + chai 編寫測試，（如今還沒建好,地址多是git@github.com:qixman/An-algorithm-a-day）。有興趣的，能夠clone下來，也歡迎把意見、建議，以issue形式提出。也歡迎拍磚，雷霆雨露，俱是君恩。

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快速排序

快速排序，它的主要邏輯是，把待排序的序列，以某個元素爲基準K（具體是哪一個？無所謂，但通常會選擇第一個元素），將序列分紅兩個部分，A部分所有大於這個基準，B部分所有小於這個基準。若是你把A,B部分都做爲一個總體，那麼如今你獲得的就是一個有序序列。A < K < B。

不過暫時還沒結束，由於A,B內部，尚未獲得排序。怎麼辦？對A,B再進行上述操做。

沒錯，這裏就是要用一個遞歸。

遞歸是一個很是有趣的概念。我記得在我剛剛學習編程時，深深地爲這種思惟模式的能力吸引，由於相比於一步一步推算公式得出結果，這種方式充滿了智能和自動化。

這裏不講遞歸定義， 它大概的樣子，其實就是一個調用它自身的方式，來處理問題。由此能夠看出，它很是適合那種在處理數據時，有循環邏輯的狀況。好比上述的快排，它的循環操做就是，不斷將一個序列，分化成 A < K < B 的模式（若是是降序，則 A > K > B）。而這個循環操做就是遞歸的主體部分。

不斷調用自身，會陷入死循環。所以只有主體是不夠的，遞歸的另外一個部分，就是終止條件，這個很關鍵。仍是以快排爲例。主體操做是將一個序列處理成 A < K < B, 但若是接受到的是一個只有1個元素的序列，或空序列，那麼繼續下去就毫無心義。此時就是遞歸在當前分支終止的最佳時機。請注意，這裏點亮了當前分支，由於遞歸極可能沿着多條路徑遞歸，好比本次快排，子節點會像二叉樹同樣向外發散（這也是遞歸會產生性能問題的緣由，時間複雜度會上升到指數級別）。所以當終止條件結束遞歸的時候，它可能只是終止了當前分支的遞歸，而總體部分，仍在繼續運轉。

這裏對遞歸進行了科普，你們也能發現，在科普遞歸的時候，實際上快速排序的思路，已經很全面的進行了分析。那麼代碼就比較容易了。

最終代碼以下：

export default function quickSort(arr: number[], isAscending: boolean): number[] {

    if (1 === arr.length) return arr;
    if (0 === arr.length) return [];

    let small: number[] = [];
    let big: number[] = [];
    let equal: number[] = [];
    let key = arr[0];

    for (let i: number = 0; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] < key) {
            small.push(arr[i]);
        } else if (arr[i] > key) {
            big.push(arr[i]);
        } else {
            equal.push(arr[i]);
        }
    }

    if (isAscending) {
       return [].concat(quickSort(small, isAscending), equal, quickSort(big, isAscending));
    }
    return [].concat(quickSort(big, isAscending), equal, quickSort(small, isAscending));
}

測試用例以下

var quickSort = require('../dist/quicksort.js').default;
var assert = require('chai').assert;

describe('quickSort', () => {
    it("should return sorted array.", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([3, 4, 2, 1, 5], true), [1, 2, 3, 4, 5]);
    });
    it("has only one number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([1], true), [1]);
    });
    it("has no number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([], true), []);
    });
    it("should repeating number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([3,1,2,2,2], true), [1,2,2,2,3]);
    });
});