JavaScript数据结构与算法之基本排序算法定义与效率比较【冒泡、选择、插入排序】

这篇文章主要介绍了JavaScript数据结构与算法之基本排序算法定义与效率比较,结合实例形式详细总结分析了javascript排序算法中的冒泡、选择、插入等排序算法原理与操作技巧,需要的朋友可以参考下

本文实例讲述了JavaScript数据结构与算法之基本排序算法定义与效率比较。分享给大家供大家参考，具体如下：

javascript数据结构与算法--基本排序算法（冒泡、选择、排序）及效率比较

一、数组测试平台

javascript数据结构与算法--基本排序（封装基本数组的操作），封装常规数组操作的函数，比如：插入新数据，显示数组数据，还有交换数组元素等操作来调用不同的排序算法

 function CArray(numElements) { this.dataStore = []; this.pos = 0;//是一个索引值，默认为0，从第一个开始 this.numElements = numElements;//是保存所有的数组元素 this.insert = insert;//向数组中插入一个元素的方法 this.toString = toString;//显示数组中所有元素 this.clear = clear;//清空数组数据 this.setData = setData;//生成了存储在数组中的随机数字 this.swap = swap;//交换数组中两个元素的位置 this.bubbleSort = bubbleSort; /*将传入的数组，存储在datastore中*/ for (var i = 0; i  0 && i % 10 == 0) { retstr += "\n"; } } return retstr; } function swap(arr, index1, index2) { var temp = arr[index1]; arr[index1] = arr[index2]; arr[index2] = temp; } //测试生成一组数组数据（随机数） var numElements = 100; var myNums = new CArray(numElements); myNums.setData(); console.log(myNums.toString());

17 94 81 80 25 24 73 76 24 35 81
63 81 59 4 76 30 47 73 98 18
54 36 53 47 22 60 88 41 66 24
73 94 40 45 72 74 14 61 92 48
36 12 42 11 12 82 24 84 60 1
17 98 63 36 84 13 18 50 89 26
98 1 6 54 52 69 6 52 98 14
79 28 19 69 76 99 97 100 10 7
24 54 81 73 18 21 45 73 66 30
28 56 54 21 88 31 20 86 48

二、冒泡排序算法

我们先来了解一下冒泡排序算法，它是最慢的排序算法之一，但也是一种最容易实现的排序算法。

之所以叫冒泡排序是因为使用这种排序算法排序时，数据值会像气泡一样从数组的一端漂浮到另一端。

假设正在将一组数字按照升序排列，较大的值会浮动到数组的右侧，而较小的值则会浮动到数组的左侧。

之所以会产生这种现象是因为算法会多次在数组中移动，比较相邻的数据，当左侧值大于右侧值时将它们进行互换。

JS代码如下：

 function CArray(numElements) { this.dataStore = []; this.pos = 0;//是一个索引值，默认为0，从第一个开始 this.numElements = numElements;//是保存所有的数组元素 this.insert = insert;//向数组中插入一个元素的方法 this.toString = toString;//显示数组中所有元素 this.clear = clear;//清空数组数据 this.setData = setData;//生成了存储在数组中的随机数字 this.swap = swap;//交换数组中两个元素的位置 this.bubbleSort = bubbleSort;//冒泡算法 /*将传入的数组，存储在datastore中*/ for (var i = 0; i  0 && i % 10 == 0) { retstr += "\n"; } } return retstr; } function swap(arr, index1, index2) { var temp = arr[index1]; arr[index1] = arr[index2]; arr[index2] = temp; } function bubbleSort() { var numElements = this.dataStore.length; for (var outer = numElements; outer >= 2; --outer) { for (var inner = 0; inner <= outer-1; ++inner) { if (this.dataStore[inner] > this.dataStore[inner+1]) { swap(this.dataStore, inner, inner+1); } } console.log("outer为" + outer + ": " + this.toString()); } } //测试冒泡排序算法 var numElements = [2,4,1,3]; var myNums = new CArray(numElements); console.log("原来的数组："+myNums.toString()); myNums.bubbleSort(); console.log("排序后的数组："+myNums.toString());

冒泡算法代码分析如下：

原先数组为 [2,4,1,3];

1. outer为4的时候

    1. inner为0，值为2，inner+1为1，值为4，不符合，不交换。
    2. inner为1，值为4，inner+1为2，值为1，交换，数组变为[2,1,4,3]
    3. inner为2，值为4，inner+1为3，值为3，交换数组变为[2,1,3,4]
    4. inner为3，值为4，inner+1为4，不符合不交换。

2. outer为3的时候

    1. inner为0，值为2，inner+1为1，值为1,交换数组变为[1,2,3,4]
    2. inner为1, 值为2，inner+1为2，值为3 不符合不交换。
    3. inner为2, 值为3，inner+1为3，值为4，不符合不交换。

再下面继续循环都不符合条件，所以如上就是最后一步了。这就是冒泡排序。

三、选择排序算法

选择排序从数组的开头开始，将第一个元素和其他元素进行比较。

检查完所有元素后，最小的元素会被放到数组的第一个位置，然后算法会从第二个位置继续。

这个过程一直进行，当进行到数组的倒数第二个位置时，所有的数据便完成了排序。
选择排序会用到嵌套循环。

外循环从数组的第一个元素移动到倒数第二个元素；

内循环从第二个数组元素移动到最后一个元素，查找比当前外循环所指向的元素小的元素。

每次内循环迭代后，数组中最小的值都会被赋值到合适的位置。

JS代码如下：

 function CArray(numElements) { this.dataStore = []; this.pos = 0;//是一个索引值，默认为0，从第一个开始 this.numElements = numElements;//是保存所有的数组元素 this.insert = insert;//向数组中插入一个元素的方法 this.toString = toString;//显示数组中所有元素 this.clear = clear;//清空数组数据 this.setData = setData;//生成了存储在数组中的随机数字 this.swap = swap;//交换数组中两个元素的位置 this.selectionSort = selectionSort;//选择排序算法 /*将传入的数组，存储在datastore中*/ for (var i = 0; i  0 && i % 10 == 0) { retstr += "\n"; } } return retstr; } function swap(arr, index1, index2) { var temp = arr[index1]; arr[index1] = arr[index2]; arr[index2] = temp; } function selectionSort() { var min, temp; for (var outer = 0; outer <= this.dataStore.length-2; ++outer) { min = outer; for (var inner = outer + 1;inner <= this.dataStore.length-1; ++inner) { if (this.dataStore[inner]

原来的数组：2 4 1 3
第0次：1 4 2 3
第1次：1 2 4 3
第2次：1 2 3 4
排序后的数组：1 2 3 4

四、插入排序算法

插入排序有两个循环。

外循环将数组元素挨个移动，而内循环则对外循环中选中的元素及它前面的那个元素进行比较。

如果外循环中选中的元素比内循环中选中的元素小，那么数组元素会向右移动，为外循环中的这个元素腾出位置

 function CArray(numElements) { this.dataStore = []; this.pos = 0;//是一个索引值，默认为0，从第一个开始 this.numElements = numElements;//是保存所有的数组元素 this.insert = insert;//向数组中插入一个元素的方法 this.toString = toString;//显示数组中所有元素 this.clear = clear;//清空数组数据 this.setData = setData;//生成了存储在数组中的随机数字 this.swap = swap;//交换数组中两个元素的位置 this.insertionSort = insertionSort;//插入排序算法 /*将传入的数组，存储在datastore中*/ for (var i = 0; i  0 && i % 10 == 0) { retstr += "\n"; } } return retstr; } function swap(arr, index1, index2) { var temp = arr[index1]; arr[index1] = arr[index2]; arr[index2] = temp; } function insertionSort() { var temp, inner; //外循环将数组元素挨个移动 for (var outer = 1; outer <= this.dataStore.length-1; ++outer) { temp = this.dataStore[outer];//外循环选中的元素temp inner = outer; //内循环对外循环中选中的元素temp与temp前面的元素一个个进行比较。 //如果外循环中选中的元素temp比内循环中选中的元素小，那么数组元素会向右移动，为外循环中的这个元素腾出位置 while (inner > 0 && (this.dataStore[inner-1] >= temp)) { this.dataStore[inner] = this.dataStore[inner-1]; --inner; } this.dataStore[inner] = temp; console.log("第"+outer+"次："+myNums.toString()); } } //测试排序算法 var numElements = [9,1,8,6,2,3,5,4]; var myNums = new CArray(numElements); console.log("原来的数组："+myNums.toString()); myNums.insertionSort(); console.log("排序后的数组："+myNums.toString());

原来的数组：9 1 8 6 2 3 5 4 //先用1和1前面的对比，9比1大，所以9向右移动一个位置，给1腾位置
      第1次：1 9 8 6 2 3 5 4 //用8与8前面的对比，9比8大，所以9向右移动一个位置，给8腾位置
      第2次：1 8 9 6 2 3 5 4 //用6与6前面的对比,8，9比6大，所以8、9向右移动一个位置，给6腾位置
      第3次：1 6 8 9 2 3 5 4
      第4次：1 2 6 8 9 3 5 4
      第5次：1 2 3 6 8 9 5 4
      第6次：1 2 3 5 6 8 9 4
      第7次：1 2 3 4 5 6 8 9
排序后的数组：1 2 3 4 5 6 8 9

五、基本排序算法的效率比较

 function CArray(numElements) { this.dataStore = []; this.pos = 0;//是一个索引值，默认为0，从第一个开始 this.numElements = numElements;//是保存所有的数组元素 this.insert = insert;//向数组中插入一个元素的方法 this.toString = toString;//显示数组中所有元素 this.clear = clear;//清空数组数据 this.setData = setData;//生成了存储在数组中的随机数字 this.swap = swap;//交换数组中两个元素的位置 this.bubbleSort = bubbleSort;//冒泡排序算法 this.selectionSort = selectionSort;//选择排序算法 this.insertionSort = insertionSort;//插入排序算法 /*将传入的数组，存储在datastore中*/ for (var i = 0; i  0 && i % 10 == 0) { retstr += "\n"; } } return retstr; } function swap(arr, index1, index2) { var temp = arr[index1]; arr[index1] = arr[index2]; arr[index2] = temp; } function bubbleSort() { var numElements = this.dataStore.length; for (var outer = numElements; outer >= 2; --outer) { for (var inner = 0; inner <= outer-1; ++inner) { if (this.dataStore[inner] > this.dataStore[inner+1]) { swap(this.dataStore, inner, inner+1); } } //    console.log("outer为" + outer + ": " + this.toString()); } } function selectionSort() { var min, temp; for (var outer = 0; outer <= this.dataStore.length-2; ++outer) { min = outer; for (var inner = outer + 1;inner <= this.dataStore.length-1; ++inner) { if (this.dataStore[inner]  0 && (this.dataStore[inner-1] >= temp)) { this.dataStore[inner] = this.dataStore[inner-1]; --inner; } this.dataStore[inner] = temp; //    console.log("第"+outer+"次："+this.toString()); } } /*测试冒泡、选择、插入算法的效率*/ var numElements = 10000; var nums = new CArray(numElements); nums.setData(); var start = new Date().getTime(); nums.bubbleSort(); var stop = new Date().getTime(); var elapsed = stop - start; console.log("用冒泡算法，排序 " + numElements + " 个元素耗时 : " + elapsed + " milliseconds."); start = new Date().getTime(); nums.selectionSort(); stop = new Date().getTime(); elapsed = stop - start; console.log("用选择算法，排序 " + numElements + " 个元素耗时: " + elapsed + " milliseconds."); start = new Date().getTime(); nums.insertionSort(); stop = new Date().getTime(); elapsed = stop - start; console.log("用插入算法，排序 " + numElements + " 个元素耗时: " + elapsed + " milliseconds.");

运行结果：