用php實現幾種常見的排序演算法
阿新 • • 發佈:2019-01-10
一、氣泡排序
氣泡排序理解起來是最簡單,但是時間複雜度(O(n^2))也是最大的之一,實現程式碼如下:
function bubbleSort($arr) {
$len = count($arr);
for ($i = 0; $i < $len; $i++) {
// 遍歷i後面的元素,只要該元素小於當前元素,就把較小的往前冒泡
for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {
if ($arr[$i] > $arr[$j]) {
$t = $arr [$i];
$arr[$i] = $arr[$j];
$arr[$j] = $t;
}
}
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));
二、選擇排序
選擇排序理解起來也比較簡單,時間複雜度也是O(n^2),實現程式碼如下:
function selectSort($arr) {
$len = count($arr);
for ($i = 0; $i < $len; $i++) {
$minIndex = $i;
// 找出i後面最小的元素與當前元素交換
for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {
if ($arr[$j] < $arr[$minIndex]) {
$minIndex = $j;
}
}
if ($minIndex != $i) {
$t = $arr[$i];
$arr [$i] = $arr[$minIndex];
$arr[$minIndex] = $t;
}
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(selectSort($arr));
三、插入排序
感覺插入排序跟氣泡排序有點相似,時間複雜度也是O(n^2),實現程式碼如下:
function insertSort($arr) {
$len = count($arr);
for ($i = 1; $i < $len; $i++) {
if ($arr[$i] < $arr[$i - 1]) {
$t = $arr[$i];
$j = $i - 1;
// 如果當前元素大於前一個元素,就往前挪
while ($j >= 0 && $t < $arr[$j]) {
$arr[$j + 1] = $arr[$j];
$j--;
}
$arr[$j + 1] = $t;
}
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(insertSort($arr));
四、希爾排序
希爾排序其實可以理解是插入排序的一個優化版,它的效率跟增量有關,增量要取多少,根據不同的陣列是不同的,所以希爾排序是一個不穩定的排序演算法,它的時間複雜度為O(nlogn)到O(n^2)之間,實現程式碼如下:
function shellSort($arr) {
$len = count($arr);
$stepSize = floor($len / 2);
while ($stepSize >= 1) {
for ($i = $stepSize; $i < $len; $i++) {
if ($arr[$i] < $arr[$i - $stepSize]) {
$t = $arr[$i];
$j = $i - $stepSize;
while ($j >= 0 && $t < $arr[$j]) {
$arr[$j + $stepSize] = $arr[$j];
$j -= $stepSize;
}
$arr[$j + $stepSize] = $t;
}
}
// 縮小步長,再進行插入排序
$stepSize = floor($stepSize / 2);
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(shellSort($arr));
五、堆排序
堆排序是一種高效的排序演算法,它的時間複雜度是O(nlogn)。原理是:先把陣列轉為一個最大堆,然後把第一個元素跟第i元素交換,然後把剩下的i-1個元素轉為最大堆,然後再把第一個元素與第i-1個元素交換,以此類推。實現程式碼如下:
function heapSort($arr) {
$len = count($arr);
// 先建立最大堆
for ($i = floor(($len - 1) / 2); $i >= 0; $i--) {
$s = $i;
$childIndex = $s * 2 + 1;
while ($childIndex < $len) {
// 在父、左子、右子中 ,找到最大的
if ($childIndex + 1 < $len && $arr[$childIndex] < $arr[$childIndex + 1]) $childIndex++;
if ($arr[$s] < $arr[$childIndex]) {
$t = $arr[$s];
$arr[$s] = $arr[$childIndex];
$arr[$childIndex] = $t;
$s = $childIndex;
$childIndex = $childIndex * 2 + 1;
} else {
break;
}
}
}
// 從最後一個元素開始調整
for ($i = $len - 1; $i > 0; $i--) {
$t = $arr[$i];
$arr[$i] = $arr[0];
$arr[0] = $t;
// 調整第一個元素
$s = 0;
$childIndex = 1;
while ($childIndex < $i) {
// 在父、左子、右子中 ,找到最大的
if ($childIndex + 1 < $i && $arr[$childIndex] < $arr[$childIndex + 1]) $childIndex++;
if ($arr[$s] < $arr[$childIndex]) {
$t = $arr[$s];
$arr[$s] = $arr[$childIndex];
$arr[$childIndex] = $t;
$s = $childIndex;
$childIndex = $childIndex * 2 + 1;
} else {
break;
}
}
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(heapSort($arr));
六、快速排序
快排也是一個高效的排序演算法,它的時間複雜度也是O(nlogn)。原理是:選擇一個基準元素,然後把陣列中小於這個元素的元素放在基準元素左邊,大於它的,放在基準元素右邊。然後對這兩邊繼續同樣的操作。程式碼如下:
function quickSort($arr) {
$len = count($arr);
quickSortRecursion($arr, 0, $len - 1);
return $arr;
}
function quickSortRecursion(&$arr, $begin, $end) {
if ($begin < $end) {
$left = $begin;
$right = $end;
$temp = $arr[$begin]; // $temp為基準元素
// 把小於$temp的元素放到$temp左邊,大於它的放在右邊
while ($left < $right) {
while ($left < $right && $arr[$right] >= $temp) $right--;
if ($left < $right) {
$arr[$left++] = $arr[$right];
}
while ($left < $right && $arr[$left] <= $temp) $left++;
if ($left < $right) {
$arr[$right--] = $arr[$left];
}
}
$arr[$left] = $temp;
// 把陣列分成兩部分,遞迴呼叫該函式
quickSortRecursion($arr, $begin, $left - 1);
quickSortRecursion($arr, $left + 1, $end);
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(quickSort($arr));
七、歸併排序
歸併排序的時間複雜度也是O(nlogn)。原理是:對於兩個排序好的陣列,分別遍歷這兩個陣列,獲取較小的元素插入新的陣列中,那麼,這麼新的陣列也會是排序好的。程式碼如下:
function mergeSort($arr) {
$len = count($arr);
$arr = mergeSortRecursion($arr, 0, $len - 1);
return $arr;
}
function mergeSortRecursion(&$arr, $begin, $end) {
if ($begin < $end) {
$mid = floor(($begin + $end) / 2);
// 把陣列不斷拆分,只到只剩下一個元素,對於一個元素的陣列,一定是排序好的
mergeSortRecursion($arr, $begin, $mid);
mergeSortRecursion($arr, $mid + 1, $end);
$i = $begin;
$j = $mid + 1;
$k = 0;
$temp = array();
// 開始執行歸併,遍歷兩個陣列,從它們裡面取較小的元素插入到新陣列中
while ($i <= $mid && $j <= $end) {
if ($arr[$i] < $arr[$j]) {
$temp[$k++] = $arr[$i++];
} else {
$temp[$k++] = $arr[$j++];
}
}
while ($i <= $mid) {
$temp[$k++] = $arr[$i++];
}
while ($j <= $end) {
$temp[$k++] = $arr[$j++];
}
for ($i = 0; $i < $k; $i++) {
$arr[$i + $begin] = $temp[$i];
}
}
return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(mergeSort($arr));