PHP实现常用排序算法(含示意动图)
作者:互联网
1 快速排序
快速排序是由东尼·霍尔发展的一种排序算法。
在平均状况下,排序 n
个项目要Ο(n log n)
次比较。
在最坏状况下则需要Ο(n2)
次比较,但这种状况并不常见。
事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n)
算法更快,因为它的内部循环可以在大部分的架构上,很有效率地被实现出来。
快速排序采用分治法实现排序,具体步骤:
- 从数列中挑出一个数作为基准元素。通常选择第一个或最后一个元素。
- 扫描数列,以基准元素为比较对象,把数列分成两个区。规则是:小的移动到基准元素前面,大的移到后面,相等的前后都可以。分区完成之后,基准元素就处于数列的中间位置。
- 然后再用同样的方法,递归地排序划分的两部分。
-
递归的结束条件是数列的大小是
0
或1
,也就是永远都已经被排序好了。PHP代码实现:
-
function quickSort($arr) { // 先设定结束条件,判断是否需要继续进行 if(count($arr) <= 1) { return $arr; } // 选择第一个元素作为基准元素 $baseValue = $arr[0]; // 初始化小于基准元素的左数组 $leftArray = array(); // 初始化大于基准元素的右数组 $rightArray = array(); // 遍历除基准元素外的所有元素,按照大小关系放入左右数组内 array_shift($arr); foreach ($arr as $value) { if ($value < $baseValue) { $leftArray[] = $value; } else { $rightArray[] = $value; } } // 再分别对左右数组进行相同的排序 $leftArray = quickSort($leftArray); $rightArray = quickSort($rightArray); // 合并基准元素和左右数组 return array_merge($leftArray, array($baseValue), $rightArray); }
2 冒泡排序
冒泡排序是一种简单的排序算法。
算法重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。
走访数列的工作重复地进行,直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。
因为排序过程让较大的数往下沉,较小的往上冒,故而叫冒泡法。
-
算法步骤:
- 从第一个元素开始,比较相邻的元素,如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
- 从开始第一对到结尾的最后一对,对每一对相邻元素作同样的工作。比较结束后,最后的元素应该会是最大的数。
- 对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
- 重复上面的步骤,每次比较的对数会越来越少,直到没有任何一对数字需要比较。
PHP代码实现:
function bubbleSort($arr) { $len = count($arr); for($i = 1; $i < $len; $i++) { for($k = 0; $k < $len - $i; $k++) { if($arr[$k] > $arr[$k + 1]) { $tmp = $arr[$k + 1]; $arr[$k + 1] = $arr[$k]; $arr[$k] = $tmp; } } } return $arr; }
3 插入排序
插入排序是一种简单直观的排序算法。
插入排序的工作原理是:将需要排序的数,与前面已经排好序的数据从后往前进行比较,使其插入到相应的位置。
插入排序在实现上,通常采用in-place排序,即只需用到
O(1)
的额外空间的排序。因而,在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。
算法步骤:
- 从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序;
- 取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描;
- 如果以排序的元素大于新元素,将该元素移到下一位置;
- 重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置;
- 将新元素插入到该位置中;
- 重复步骤2。
PHP代码实现:
function insertSort($arr) { $len = count($arr); for ($i = 1; $i < $len; $i++) { $tmp = $arr[$i]; for ($j = $i - 1; $j >= 0; $j--) { if ($tmp < $arr[$j]) { $arr[$j + 1] = $arr[$j]; $arr[$j] = $tmp; } else { break; } } } return $arr; }
4 选择排序
选择排序是一种简单直观的排序算法。
算法步骤:
- 首先,在序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置;
- 接着,从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,放到已排序序列的末尾。
- 重复第二步,直到所有元素均排序完毕。
PHP代码实现:
function selectSort($arr) { $len = count($arr); for ($i = 0; $i < $len; $i++) { $p = $i; for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) { if ($arr[$p] > $arr[$j]) { $p = $j; } } $tmp = $arr[$p]; $arr[$p] = $arr[$i]; $arr[$i] = $tmp; } return $arr; }
5 归并排序
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法。
归并排序将待排序的序列分成若干组,保证每组都有序,然后再进行合并排序,最终使整个序列有序。
该算法是采用分治法的一个非常典型的应用。
算法步骤:
- 申请空间,使其大小为两个已经排序序列之和,该空间用来存放合并后的序列;
- 设定两个指针,最初位置分别为两个已经排序序列的起始位置
- 比较两个指针所指向的元素,选择相对小的元素放入到合并空间,并移动指针到下一位置
- 重复步骤3直到某一指针达到序列尾
- 将另一序列剩下的所有元素直接复制到合并序列尾
排序效果:
PHP实现代码:
/** * 归并排序 * * @param array $lists * @return array */ function merge_sort(array $lists) { $n = count($lists); if ($n <= 1) { return $lists; } $left = merge_sort(array_slice($lists, 0, floor($n / 2))); $right = merge_sort(array_slice($lists, floor($n / 2))); $lists = merge($left, $right); return $lists; } function merge(array $left, array $right) { $lists = []; $i = $j = 0; while ($i < count($left) && $j < count($right)) { if ($left[$i] < $right[$j]) { $lists[] = $left[$i]; $i++; } else { $lists[] = $right[$j]; $j++; } } $lists = array_merge($lists, array_slice($left, $i)); $lists = array_merge($lists, array_slice($right, $j)); return $lists; }
8 基数排序
基数排序是一种非比较型整数排序算法,其原理是将整数按位数切割成不同的数字,然后按每个位数分别比较。
由于整数也可以表达字符串(比如名字或日期)和特定格式的浮点数,所以基数排序也不是只能使用于整数。
/** * 基数排序 * * @param array $lists * @return array */ function radix_sort(array $lists) { $radix = 10; $max = max($lists); $k = ceil(log($max, $radix)); if ($max == pow($radix, $k)) { $k++; } for ($i = 1; $i <= $k; $i++) { $newLists = array_fill(0, $radix, []); for ($j = 0; $j < count($lists); $j++) { $key = $lists[$j] / pow($radix, $i - 1) % $radix; $newLists[$key][] = $lists[$j]; } $lists = []; for ($j = 0; $j < $radix; $j++) { $lists = array_merge($lists, $newLists[$j]); } } return $lists; }
标签:arr,排序,动图,元素,len,算法,序列,PHP 来源: https://www.cnblogs.com/jerryliuxin/p/15924130.html