原理
快速排序离不开递归的思想,你如果不了解递归,可以结合我另外一篇文章来学习 算法入门之递归分而治之思想的实现
网上有有趣的动态图来表示快速排序,但其实我们大部分程序员都是脑子不太好使那种,即使看了形象生动的动态图,还是想不到具体实现思路。
排序都有基本的步骤,快排也不例外,通常分为这么几步:
1、选择基准值;
2、需要2个空数组,分别位于基准值的左边和右边,小于基准值的push到左边的数组,大于基准值的push到右边的数组;
3、递归重复上面的步骤。
具体思路分析
原始数组 | [2, 4, 1, 5, 3, 1] |
---|---|
找基准值 base | 末尾元素1 |
拆分 | left [1] <- [base] -> [2, 4, 5, 3] right |
递归 | 对left和right的数组重复第一步找新的基准值 |
模拟递归1 | [1], [1], [2] <- [3] -> [4, 5] |
模拟递归2 | [1], [1], [2], [3], [4] <- [5] -> [] |
递归结束,合并数组 | […[1], …[1], …[2], …[3], …[4], …[5]] |
这个表格模拟快速排序的具体步骤,递归是将一种规律重复执行N次的操作,我们找到快速排序的规律,然后return 递归,当递归到数组为1个元素时,不再递归,因为只剩一个元素的数组不需要再比较了。
JavaScript源码实现快速排序
理论理解起来很容易,但经常是实际写代码,无从下手,下面是我根据快排的步骤实现的递归快速排序。qSort函数不复杂,他表示执行一次找基准值并且遍历比较的过程,而你可能不太理解的是函数最后面的return。
return [...qSort(left), ...[base], ...qSort(right)]
将这个return拆分开来看。
1、返回值应该是个数组 。
return []
2、合并第一次快速排序的left,base,right数组。接着就交给递归去执行左边和右边数组的排序。
return [qSort(left), [base], qSort(right)]
3、因为qSort返回的是数组,不是数组元素,所以需要用ES6语法…来散列开。
完整代码:
function qSort(arr) {
//声明并初始化左边的数组和右边的数组
var left = [], right = []
//使用数组最后一个元素作为基准值
var base = arr[arr.length - 1]
//当数组长度只有1或者为空时,直接返回数组,不需要排序
if(arr.length <= 1) return arr
//进行遍历
for(var i = 0, len = arr.length; i < len - 1; i++) {
if(arr[i] <= base) {
//如果小于基准值,push到左边的数组
left.push(arr[i])
} else {
//如果大于基准值,push到右边的数组
right.push(arr[i])
}
}
//递归并且合并数组元素
return [...qSort(left), ...[base], ...qSort(right)]
}
const arr = [2, 4, 1, 5, 3, 1]
const s = qSort(arr)
console.log(s) // [1, 1, 2, 3, 4, 5]
时间复杂度
快速排序的平均时间复杂度是O(nlogn),最差情况是O(n²)。