【再也不怕面试官要你手写排序算法】一文详细解读前后端之各种排序算法及知识拓展（附图示） JS / C / C++

物联网 2020-04-02 10:16:11 阅读次数: 0

写在开头

大家好，这里是 lionLoveVue，基础知识决定了编程思维，学如逆水行舟，不进则退。金三银四，为了面试也还在慢慢积累知识，Github上面可以直接查看所有前端知识点梳理， github传送门，觉得不错，点个Star★，好运连连，Offer终究鼠于你，持续更新中。另外，也可以关注微信公众号： 小狮子前端Vue，源码以及资料今后都会放在里面。
一直想着成为一个up主，正值时间挺多的，4月份左右面试的面经我会制作视频去分享，赶快捧个场吧。 哔哩哔哩：一百个Chocolate

1、冒泡排序

基本思路

1.依次比较相邻的两个数，如果第一个比第二个小，不变。如果第一个比第二个大，调换顺序。一轮下来，最后一个是最大的数
2.对除了最后一个之外的数重复第一步，直到只剩一个数

图示

算法实现（JS代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        function bubbleSort(arr){
            var len=arr.length;
            var i,j;
            for(i=0;i<len;i++){
                for(j=0;j<len-i-1;j++){  
                    if(arr[j]>arr[j+1]) //两两之间进行比较
                        swap(arr,j,j+1);
                }
            }
            return arr;
        }
        function swap(arr,i,j){
            var tmp=arr[i];
            arr[i]=arr[j];
            arr[j]=tmp;
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        bubbleSort(arr);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    for(int i=0;i<n;i++){
        for(int j=0;j<n-i-1;j++){
            if(a[j]>a[j+1])
                swap(a[j],a[j+1]);
        }
    }
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

2、选择排序

基本思路

1.找出最小的数，和第一个交换位置
2.在剩下的数中，找出最二小的数，放在第二个
3.依次类推，排出顺序

图示

算法实现（JS代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        function selectionSort(arr){
            var len=arr.length;
            var i,j,xmin;
            for(i=0;i<len;i++){
                xmin=i;   //将当前值设为最小值
                for(j=i+1;j<len;j++){
                    if(arr[j]<arr[xmin])
                        xmin=j;  //在后面找到更小的值
                }
                if(i!=xmin)
                    swap(arr,i,xmin) //将找到的更小值进行交换
            }
            return arr;
        }
        function swap(arr,i,j){
            var tmp=arr[i];
            arr[i]=arr[j];
            arr[j]=tmp;
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        selectionSort(arr);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    for(int i=0;i<n;i++){
        int xmin=i;
        for(int j=i+1;j<n;j++){
            if(a[j]<a[xmin]) xmin=j;
        }
        if(xmin!=i) swap(a[xmin],a[i]);
    }
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

3、插入排序

基本思路

1.把数组分为[已排序]和[未排序]两部分,第一个数为[已排序]，其余为[未排序]
2.从[未排序]抽出第一个数，和[已排序]部分比较，插入到合适的位置

图示

算法实现（Js代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        function insertSort(arr){
            var len=arr.length;
            var i,j,val;
            for(i=0;i<len;i++){
                val=arr[i];
                for(j=i-1;j>=0;j--){
                    if(arr[j]<val) break; //找到可以放的位置即跳出
                    arr[j+1]=arr[j];
                }
                arr[j+1]=val;
            }
            return arr;
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        insertSort(arr);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    for(int i=0;i<n;i++){
        int val=a[i],j;
        for(j=i-1;j>=0;j--){
            if(a[j]<val) break;
            a[j+1]=a[j];
        }
        a[j+1]=val;
    }
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

4、归并排序(分而治之)

基本思路

1.不断将数组对半分，直到每个数组只有一个
2.将分出来的部分重新合并
3.合并的时候按顺序排列

图示

算法实现（JS代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        function merge(left,right){
            var res=[],
                i=0,j=0;
            //合并两个数组（按照从小到大的顺序）
            while(i<left.length&&j<right.length){
                if(left[i]<right[j]){
                    res.push(left[i++]);
                }else{
                    res.push(right[j++]);
                }
            }
            //数组拼接
            return res.concat(left.slice(i)).concat(right.slice(j));
        }

        function mergeSort(arr){
            var len=arr.length;
            var i,j;
            //不断拆分至只有一个数
            if(len<=1) return arr;
            var mid=Math.floor(len/2);
            var left=arr.slice(0,mid),
                right=arr.slice(mid);
            return merge(mergeSort(left),mergeSort(right));
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        arr=mergeSort(arr);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
void mergeArray(int le,int mid,int re){
    int len=re-le+1;
    int * tmp=new int[len];
    int cnt=0;
    int i=le,j=mid+1;
    while(i<=mid&&j<=re){
        if(a[i]<=a[j]) tmp[cnt++]=a[i++];
        else tmp[cnt++]=a[j++];
    }
    while(i<=mid) tmp[cnt++]=a[i++];
    while(j<=re) tmp[cnt++]=a[j++];
    for(int j=0;j<len;j++) a[le+j]=tmp[j];
    delete [] tmp;
}
void mergeSort(int le,int re){
    if(le<re){
        int mid=(le+re)/2;
        mergeSort(le,mid);
        mergeSort(mid+1,re);
        mergeArray(le,mid,re);
    }
}
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    mergeSort(0,n-1);
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

5、快速排序

基本思路

1.以一个数为基准(中间的数)，比基准小的放到左边，比基准大的放到右边
2.再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序（递归进行）
3.不能再分后退出递归，并重新将数组合并

图示

算法实现（JS代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        function partition(arr,p,q){
            var i = p;
            var x= arr[p];
            var j;
            for(j=p+1;j<=q;j++){
                if(arr[j]<=x){
                    ++i;
                    swap(arr,i,j);
                }
            }
            swap(arr,i,p);
            return i;  //返回划分中间位置
        }
        function quickSort(arr,p,q){
            if(p<q){
                var k = partition(arr,p,q);  //确定划分中间位置
                quickSort(arr,p,k-1);   //对左边部分进行递归
                quickSort(arr,k+1,q);   //对右边部分进行递归
            }
        }
        //交换函数
        function swap(arr,i,j){
            var tmp=arr[i];
            arr[i]=arr[j];
            arr[j]=tmp;
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        quickSort(arr,0,arr.length-1);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
int quick_partition(int p,int q){
    int i=p;
    int x=a[p];
    for(int j=p+1;j<=q;j++){
        if(a[j]<=x){
            ++i;
            swap(a[i],a[j]);
        }
    }
    swap(a[i],a[p]);
    return i;
}
void quick_sort(int p,int q){
    if(p<q){
        int k=quick_partition(p,q);
        quick_sort(p,k-1);
        quick_sort(k+1,q);
    }
}
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    quick_sort(0,n-1);
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

6、随机化快速排序

基本思路

随机化快速排序只是在快排基础上将主元通过随机函数选取一下了。

关于js中随机产生【n , m】随机数实例：

在本例中，我们将取得介于 1 到 10 之间的一个随机数：

Math.floor((Math.random()*10)+1);

输出结果：

5

算法实现（Js代码）

<!DOCTYPE html>
<html lang="en">
<head>
    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0">
    <title>Document</title>
</head>
<body>
    <script>
        //随机选取主元
        function randk(arr,p,q){
            var k = Math.floor(Math.random()*q+p);
            swap(arr,p,k);
            return partition(arr,p,q);
        }
        function partition(arr,p,q){
            var i = p;
            var x= arr[p];
            var j;
            for(j=p+1;j<=q;j++){
                if(arr[j]<=x){
                    ++i;
                    swap(arr,i,j);
                }
            }
            swap(arr,i,p);
            return i;  //返回划分中间位置
        }
        function quickSort(arr,p,q){
            if(p<q){
                var k = randk(arr,p,q);  //确定划分中间位置
                quickSort(arr,p,k-1);   //对左边部分进行递归
                quickSort(arr,k+1,q);   //对右边部分进行递归
            }
        }
        //交换函数
        function swap(arr,i,j){
            var tmp=arr[i];
            arr[i]=arr[j];
            arr[j]=tmp;
        }
        var arr=[1,12,6,3,5];
        quickSort(arr,0,arr.length-1);
        console.log(arr);
    </script>
</body>
</html>

执行结果1

算法实现（C++代码）

#include<bits/stdc++.h>
using namespace std;
const int maxn=1e3+5;
int a[maxn],n;
int quick_partition(int p,int q){
    int i=p;
    int x=a[p];
    for(int j=p+1;j<=q;j++){
        if(a[j]<=x){
            ++i;
            swap(a[i],a[j]);
        }
    }
    swap(a[i],a[p]);
    return i;
}
int rand(int p,int q){
    int k=rand()%(q-p+1)+p;
    swap(a[k],a[p]);
    return quick_partition(p,q);
}
void qsort(int p,int q){
    if(p<q){
        int k=rand(p,q);
        qsort(p,k-1);
        qsort(k+1,q);
    }
}
int main(){
    cin>>n;
    for(int i=0;i<n;i++) cin>>a[i];
    qsort(0,n-1);
    for(int i=0;i<n;i++) cout<<a[i]<<" ";
    cout<<endl;
    return 0;
}

执行结果2

结尾

如若本文有瑕疵需修改的地方，请提出来，谢谢您的贡献！

欢迎关注微信公众号：小狮子前端Vue

谢谢您的支持！✿✿ヽ(°▽°)ノ✿

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