JS快速排序&三路快排

時間 2019-11-07

原文原文鏈接

參考快速排序算法的優化思路總結

參考算法與面試之-如何準備算法面試

快速排序

快速排序是什麼快速排序是圖靈獎得主C. A. R. Hoare（1934--）於1960時提出來的。 javascript

快速排序是對冒泡排序的一種改進。它的基本思想是：經過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分，其中一部分的全部數據都比另一不部分的全部數據都要小，而後再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序，整個排序過程能夠遞歸進行，以此達到整個數據變成有序序列。整個排序過程只須要三步：

在數據集之中，選擇一個元素做爲"基準"（pivot）。
全部小於"基準"的元素，都移到"基準"的左邊；全部大於"基準"的元素，都移到"基準"的右邊。
對"基準"左邊和右邊的兩個子集，不斷重複第一步和第二步，直到全部子集只剩下一個元素爲止。

引自wikipedia 快速排序（英語：Quicksort），又稱劃分交換排序（partition-exchange sort），一種排序算法，最先由東尼·霍爾提出。在平均情況下，排序n個項目要Ο(n log n)次比較。在最壞情況下則須要Ο(n2)次比較，但這種情況並不常見。事實上，快速排序一般明顯比其餘Ο(n log n)算法更快，由於它的內部循環（inner loop）能夠在大部分的架構上頗有效率地被實現出來。html

步驟

找到該數組的基準點(中間數)，並建立兩個空數組left和right；
遍歷數組，拿出數組中的每一個數和基準點進行比較，若是比基準點小就放到left數組中，若是比基準點大就放到right數組中；
對數組left和right進行遞歸調用。

方法一

function quickSort(arr) {
    	if (arr.length<=1) {return arr;}
    	var left = [],
    		right = [],
    		baseDot =Math.round(arr.length/2),
    		base =arr.splice(baseDot, 1)[0];
    
    	for (var i =0; i <arr.length; i++) {
    		if (arr[i] < base) {
    			left.push(arr[i])
    		}else {
    			right.push(arr[i])
    		}
    	}
    
    	return quickSort(left).concat([base], quickSort(right));
    }
複製代碼

實現一個quickSort的封裝，而且定義left和right，找到數組的基準點baseDot和對應的基數base，而後遍歷數組的每一項和base進行對比，最後遞歸調用，給出一個跳出條件if (arr.length <= 1) {return arr;}java

方法二

function quickSort(array, left, right) {
    	var length =array.length;
    		left =typeof left ==='number'? left :0,
    		right =typeof right ==='number'? right : length-1;
    
        if (left < right) {
            var index = left -1;
            for (var i = left; i <= right; i++) {
                if (array[i] <= array[right]) {
                    index++;
                    var temp = array[index];
                    array[index] = array[i];
                    array[i] = temp;
                }
            }
            quickSort(array, left, index -1);
            quickSort(array, index +1, right);
        }
        return array;
    }
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快速排序的基本思想就是分治法面試

引自wikipedia 在計算機科學中，分治法是建基於多項分支遞歸的一種很重要的算法範式。字面上的解釋是「分而治之」，就是把一個複雜的問題分紅兩個或更多的相同或類似的子問題，直到最後子問題能夠簡單的直接求解，原問題的解即子問題的解的合併。算法

快速排序的改進方法：三路快排

定義

三路快速排序是快速排序的的一個優化版本，將數組分紅三段，即小於基準元素、等於基準元素和大於基準元素，這樣能夠比較高效的處理數組中存在相同元素的狀況,其它特徵與快速排序基本相同。數組

我這裏簡單歸納一下思路，有興趣的同窗可到上面的連接上閱讀：快速排序及優化(Java實現)bash

隨機選取基準值base(支點隨機選取),參考快速排序算法的優化思路總結
配合着使用插入排序(當問題規模較小時，近乎有序時，插入排序表現的很好)
當大量數據，且重複數多時，用三路快排

<!DOCTYPE html>
<html>

	<head>
		<meta charset="UTF-8">
		<title></title>
		<script type="text/javascript">
			console.time("test0")
			function qSort(arr) {
				if(arr.length == 0) {
					return [];
				}
				var left = [];
				var right = [];
				var pivot = arr[0];
				for(var i = 1; i < arr.length; i++) { // 注意這裏的起始值，由於有一個做爲flag了
					if(arr[i] < pivot) {
						left.push(arr[i]);
					} else {
						right.push(arr[i]);
					}
				}
				return [...qSort(left), pivot, ...qSort(right)];
			}
			console.log(qSort([9, 4, 10, 3, 1, 1, 0, 10, 8, 3, 9, 9, 4, 10, 10, 9, 9, 9, 1, 0]));
			console.timeEnd("test0")
		</script>
		<script type="text/javascript">
			console.time("test1")
			function qSort3(arr) {       //三路快排
				if(arr.length == 0) {
					return [];
				}
				var left = [];
				var center = [];
				var right = [];
				var pivot = arr[0];    //偷懶，直接取第一個,實際取值狀況 參考[快速排序算法的優化思路總結]
				for(var i = 0; i < arr.length; i++) {      
					if(arr[i] < pivot) {
						left.push(arr[i]);
					} else if(arr[i] == pivot) {
						center.push(arr[i]);
					} else {
						right.push(arr[i]);
					}
				}
				return [...qSort3(left), ...center, ...qSort3(right)];
			}
			console.log(qSort3([9, 4, 10, 3, 1, 1, 0, 10, 8, 3, 9, 9, 4, 10, 10, 9, 9, 9, 1, 0]))
			console.timeEnd("test1")
		</script>
	</head>

	<body>
	</body>

</html>
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