前端必须掌握的五种常用排序算法总结大全_Javascript

前言

在前端开发中，对数据进行排序是一项基本且常见的任务。掌握排序算法不仅可以帮助我们更有效地处理数据，还能提升代码的执行效率。本文将介绍五种基础且常用的排序算法：冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序和归并排序。通过理解这些算法的原理和逻辑，我们可以更好地选择合适的排序方法来优化应用性能。

1. 冒泡排序（bubble sort）

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。

原理和逻辑：

比较相邻的两个元素，如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
对每一对相邻元素做同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后，最后的元素会是最大的数；
针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

代码实现

// 1. 冒泡排序
let arr = [2, 5, 8, 1, 3, 9, 6, 7];

const bubblesort = (arr) => {
  let len = arr.length;
  for (let i = 0; i < len; i++) {
    for (let j = 0; j < len - i - 1; j++) {
      if (arr[j] > arr[j + 1]) {
        let tmp = arr[j];
        arr[j] = arr[j + 1];
        arr[j + 1] = tmp;
      }
    }
  }
  return arr;
};
console.log("bubblesort:",bubblesort(arr));
//bubblesort: [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]

2. 选择排序（selection sort）

选择排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。

原理和逻辑：

从未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置；
再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾；
重复第二步，直到所有元素均排序完毕。

代码实现

// 2. 选择排序
let arr = [2, 5, 8, 1, 3, 9, 6, 7];

const selectsort = (arr) => {
  let len = arr.length;
  for (let i = 0; i < len - 1; i++) {
    let maxindex = i;
    for (let j = i + 1; j < len; j++) {
      if (arr[j] > arr[maxindex]) {
        maxindex = j;
      }
    }
    let tmp = arr[i];
    arr[i] = arr[maxindex];
    arr[maxindex] = tmp;
  }
  return arr;
};
console.log("selectsort:",selectsort(arr));
//selectsort: [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]

3. 插入排序（insertion sort）

插入排序的工作方式是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

原理和逻辑：

从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
将新元素插入到该位置后；
重复步骤1~5。

代码实现

// 3. 插入排序
let arr = [2, 5, 8, 1, 3, 9, 6, 7];

const insertsort = (arr) => {
  let len = arr.length;
  for (let i = 1; i < len; i++) {
    let current = arr[i];
    let prev = i - 1;
    while (prev >= 0 && current < arr[prev]) {
      arr[prev + 1] = arr[prev];
      prev--;
    }
    arr[prev + 1] = current;
  }
  return arr;
};

console.log("insertsort:", insertsort(arr));
//insertsort: [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]

4. 快速排序（quick sort）

快速排序是一种分而治之的算法，它通过一个基准值将数据分为两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据要小，然后再递归地对这两部分数据分别进行快速排序。

原理和逻辑：

选择一个基准值，通常选择第一个元素或者中间元素；
重新排序数组，所有比基准值小的元素摆放在基准前面，所有比基准值大的元素摆在基准后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数组的中间位置；
递归地（recursive）把小于基准值元素的子数组和大于基准值元素的子数组排序。

代码实现

// 4. 快速排序
let arr = [2, 5, 8, 1, 3, 9, 6, 7];

function quicksort(arr){
  if(arr.length <2 ) return arr
  let first = arr[0]
  let left = [], right=[]
  for(let i = 1 ; i <arr.length; i++){
    if(first > arr[i]){
      right.push(arr[i])
    }else{
      left.push(arr[i])
    }
  }
  return [...quicksort(left) , first , ...quicksort(right)]
} 

console.log('quicksort:',quicksort(arr));
//quicksort: [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]

5. 归并排序（merge sort）

归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法，该算法是采用分治法（divide and conquer）的一个非常典型的应用。

原理和逻辑：

把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列；
对这两个子序列分别采用归并排序；
将两个排序好的子序列合并成一个最终的排序序列。

代码实现

// 5. 归并排序
let arr = [2, 5, 8, 1, 3, 9, 6, 7];

function mergesort(arr) {
  if (arr.length < 2) return arr;
  let middle = math.floor(arr.length / 2);
  let left = arr.slice(0, middle);
  let right = arr.slice(middle, arr.length);

  return merge(mergesort(left), mergesort(right));
}

function merge(left, right) {
  let result = [];
  while (left.length && right.length) {
    if (left[0] < right[0]) {
      result.push(left.shift());
    } else {
      result.push(left.shift());
    }
  }
  // 这也可以采用 while
  if (left.length) {
    result.push(...left);
  }

  if (right.length) {
    result.push(...right);
  }
  return result;
}

console.log("mergesort:", mergesort(arr));
//mergesort: [1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9]