快速排序(Quicksort)的Javascript实现

排序算法(Sorting algorithm)是计算机科学最古老、最基本的课题之一。要想成为合格的程序员,就必须理解和掌握各种排序算法。

目前,最常见的排序算法大概有七八种,其中”快速排序”(Quicksort)使用得最广泛,速度也较快。它是图灵奖得主C. A. R. Hoare(1934–)于1960时提出来的。

C. A. R. Hoare

“快速排序”的思想很简单,整个排序过程只需要三步:

(1)在数据集之中,选择一个元素作为”基准”(pivot)。

(2)所有小于”基准”的元素,都移到”基准”的左边;所有大于”基准”的元素,都移到”基准”的右边。

(3)对”基准”左边和右边的两个子集,不断重复第一步和第二步,直到所有子集只剩下一个元素为止。

举例来说,现在有一个数据集{85, 24, 63, 45, 17, 31, 96, 50},怎么对其排序呢?

第一步,选择中间的元素45作为”基准”。(基准值可以任意选择,但是选择中间的值比较容易理解。)

第二步,按照顺序,将每个元素与”基准”进行比较,形成两个子集,一个”小于45″,另一个”大于等于45″。

第三步,对两个子集不断重复第一步和第二步,直到所有子集只剩下一个元素为止。

用Javascript语言实现上面的算法。

首先,定义一个quickSort函数,它的参数是一个数组。

var quickSort = function(arr) {

};

然后,检查数组的元素个数,如果小于等于1,就返回。

var quickSort = function(arr) {
  if (arr.length <= 1) { return arr; }
};

接着,选择”基准”(pivot),并将其与原数组分离,再定义两个空数组,用来存放一左一右的两个子集。

var quickSort = function(arr) {
  if (arr.length <= 1) { return arr; }
  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2) ;
  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];
  var left = [];
  var right = [];
};

然后,开始遍历数组,小于”基准”的元素放入左边的子集,大于基准的元素放入右边的子集。

var quickSort = function(arr) {
  if (arr.length <= 1) { return arr; }
  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2) ;
  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];
  var left = [];
  var right = [];
  for (var i = 0; i < arr.length; i++){
    if (arr[i] < pivot) {
      left.push(arr[i]);
    } else {
      right.push(arr[i]);
    }
  }
};

最后,使用递归不断重复这个过程,就可以得到排序后的数组。

var quickSort = function(arr) {
  if (arr.length <= 1) { return arr; }
  var pivotIndex = Math.floor(arr.length / 2);
  var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];
  var left = [];
  var right = [];
  for (var i = 0; i < arr.length; i++){
    if (arr[i] < pivot) {
      left.push(arr[i]);
    } else {
      right.push(arr[i]);
    }
  }
  return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));
};

使用的时候,直接调用quickSort()就行了,如下:

var arr = [85, 24, 63, 45, 17, 31, 96, 50];
quickSort(arr);

完整代码

var quickSort = function (arr) {
    var len = arr.length;
    if (len <= 1) {
        return arr;
    }

    var pivotIndex = Math.floor(len / 2);
    var pivot = arr.splice(pivotIndex, 1)[0];

    var left = [];
    var right = [];

    for (var i = 0, l = arr.length; i < l; i++) {
        if(arr[i] < pivot) {
            left.push(arr[i]);
        } else {
            right.push(arr[i]);
        }
    }
    return quickSort(left).concat([pivot], quickSort(right));
};


// 测试
var arr = [23, 11, 34, 98, 45, 74, 17, 61, 28, 86, 95]
var res = quickSort(arr);

console.log(res);

参考资料

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