【算法】PHP實現經典排序算法一

1、冒泡排序

原理簡介

冒泡排序（Bubble Sort）是一種簡單常見的排序算法。它經過遍歷須要排序的數列，比較兩個數值的大小，將順序錯誤的兩個數交換位置，完成排序。重複上述操做，直到沒有可交換的數爲止，達到整個數列排序的目的。

代碼示例

function bubbleSort(array $arr) : array
    {
        $len = count($arr);

        for ($i=0; $i<$len-1; $i++) {
            for ($j=0; $j< $len-1-$i;$j++) {
                if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) {
                    $tmp = $arr[$j];
                    $arr[$j] = $arr[$j+1];
                    $arr[$j+1] = $tmp;
                }
            }
        }

        return $arr;
    }

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2、選擇排序

原理簡介

首先在未排序的數列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置
再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小元素，而後放到已排序序列的末尾。
重複第二步，直到全部元素均排序完畢。
不管什麼數列，使用選擇排序，時間複雜度爲O(n²)

代碼實現

function selectionSort(array $arr) : array
    {
        $len = count($arr);

        for ($i = 0; $i < $len - 1; $i++) {
            $min_index = $i;
            for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {
                if ($arr[$j] < $arr[$min_index]) {
                    $min_index = $j;
                }
            }
            $temp = $arr[$i];
            $arr[$i] = $arr[$min_index];
            $arr[$min_index] = $temp;
        }

        return $arr;
    }

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3、插入排序

原理簡介

插入排序相似於打鬥地主時整理手牌順序的操做，將未排序的數列從後往前，在已排序的數列中找到合適的位置插入，直到完成整個數列的排序。

代碼示例

function insertSort(array $arr): array
    {
        $len = count($arr);

        for ($i = 1; $i < $len; $i++) {
            $pre_index = $i - 1;
            $current = $arr[$i];
            while ($pre_index >= 0 && $arr[$pre_index] > $current) {
                $arr[$pre_index + 1] = $arr[$pre_index];
                $pre_index--;
            }

            $arr[$pre_index + 1] = $current;
        }

        return $arr;
    }

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4、希爾排序

原理簡介

希爾排序，又稱爲遞減增量排序算法，是基於插入排序的更快速的排序算法。希爾排序的思想是是數組中任意間隔爲h的元素都是有序的。一個h有序數數組就是h個相互獨立的有序數組編織在一塊兒，組成的一個數組。在這些子數組中直接進行插入排序，

代碼示例

function shellSort(array $arr): array
    {
        $len = count($arr);
        $tmp = 0;
        $gap = 1;
        while ($gap < $len / 3) {
            $gap = $gap * 3 + 1;
        }
        for (; $gap > 0; $gap = floor($gap / 3)) {
            for ($i = $gap; $i < $len; $i++) {
                $tmp = $arr[$i];
                for ($j = $i - $gap; $j >= 0 && $arr[$j] > $tmp; $j -= $gap) {
                    $arr[$j+$gap] = $arr[$j];
                }
                $arr[$j+$gap] = $tmp;
            }
        }

        return $arr;
    }

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5、歸併排序

原理簡介

歸併排序，顧名思義就是將一個數組排序，能夠先將它遞歸地分紅兩半分別排序，而後將結果歸併起來。時間複雜度爲 NlogN

代碼示例

function mergeSort(array $arr, $len = null): array
    {
        if ($len === null) {
            $len = count($arr);
        }

        if ($len <= 1) {
            return $arr;
        }

        //if len > 1 ,need cut into 2 part
        $mid = intdiv($len, 2); //php7中可用, 其餘版本 使用intval($len/2)

        $left = array_slice($arr, 0, $mid);
        $right = array_slice($arr, $mid);

        $left = $this->mergeSort($left);
        $right = $this->mergeSort($right);

        $len_left = count($left);
        $len_right = count($right);
        $i = 0;
        $j = 0;
        $result = [];

        while ($i < $len_left || $j < $len_right) {
            if ($j == $len_right || ($left[$i] <= $right[$j] && $i < $len_left)) {
                $result[] = $left[$i];
                ++$i;
                continue;
            }

            if ($i == $len_left || $left[$i] > $right[$j]) {
                $result[] = $right[$j];
                ++$j;
                continue;
            }
        }

        return $result;
   }