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每日编程题之排序算法

每日编程题之排序算法

作者: scarqin | 来源:发表于2017-04-06 18:24 被阅读189次

    1. 例题

    http://exercise.acmcoder.com/online/online_judge_ques?ques_id=4382&konwledgeId=169

    作为国内领先的酒店预订平台,去哪儿网为了广大用户能住到更舒适的酒店,根据实际用户的居住评价对各酒店进行动态评级和排名。去哪儿网会从酒店整体环境、客房舒适度、服务质量、配套设施和交通情况5的方面进行评价收集,并给与 1-5 星的评分(整数)。现希望开发者编写程序根据一定的规则对酒店进行排序。规则如下:

    1.优先按照最低星数进行排序,最低星数高者居前。
    2.在最低星数相同时,按照平均星数排序,平均星数高者居前。
    3.如果最低星数和平均星数均相同,则序号(数据里出现的顺序编号,从0开始)小者居前。

    2. 相关知识点

    2.1 排序算法

    常见的稳定排序

    1. 冒泡排序
    function bubbleSort(arr) {
        var len = arr.length;
        for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
            for (var j = 0; j < len - 1 - i; j++) {
                if (arr[j] > arr[j+1]) {        // 相邻元素两两对比
                    var temp = arr[j+1];        // 元素交换
                    arr[j+1] = arr[j];
                    arr[j] = temp;
                }
            }
        }
        return arr;
    }
    
    2. 直接插入排序
    function insertionSort(arr) {
        var len = arr.length;
        var preIndex, current;
        for (var i = 1; i < len; i++) {
            preIndex = i - 1;
            current = arr[i];
            while(preIndex >= 0 && arr[preIndex] > current) {
                arr[preIndex+1] = arr[preIndex];
                preIndex--;
            }
            arr[preIndex+1] = current;
        }
        return arr;
    }
    
    3. 计数排序
    function countingSort(arr, maxValue) {
        var bucket = new Array(maxValue+1),
            sortedIndex = 0;
            arrLen = arr.length,
            bucketLen = maxValue + 1;
    
        for (var i = 0; i < arrLen; i++) {
            if (!bucket[arr[i]]) {
                bucket[arr[i]] = 0;
            }
            bucket[arr[i]]++;
        }
    
        for (var j = 0; j < bucketLen; j++) {
            while(bucket[j] > 0) {
                arr[sortedIndex++] = j;
                bucket[j]--;
            }
        }
    
        return arr;
    }
    
    4. 归并排序
    function mergeSort(arr) {  // 采用自上而下的递归方法
        var len = arr.length;
        if(len < 2) {
            return arr;
        }
        var middle = Math.floor(len / 2),
            left = arr.slice(0, middle),
            right = arr.slice(middle);
        return merge(mergeSort(left), mergeSort(right));
    }
    function merge(left, right)
    {
        var result = [];
    
        while (left.length && right.length) {
            if (left[0] <= right[0]) {
                result.push(left.shift());
            } else {
                result.push(right.shift());
            }
        }
    
        while (left.length)
            result.push(left.shift());
    
        while (right.length)
            result.push(right.shift());
    
        return result;
    }
    
    5. 基数排序
    //LSD Radix Sort
    var counter = [];
    function radixSort(arr, maxDigit) {
        var mod = 10;
        var dev = 1;
        for (var i = 0; i < maxDigit; i++, dev *= 10, mod *= 10) {
            for(var j = 0; j < arr.length; j++) {
                var bucket = parseInt((arr[j] % mod) / dev);
                if(counter[bucket]==null) {
                    counter[bucket] = [];
                }
                counter[bucket].push(arr[j]);
            }
            var pos = 0;
            for(var j = 0; j < counter.length; j++) {
                var value = null;
                if(counter[j]!=null) {
                    while ((value = counter[j].shift()) != null) {
                          arr[pos++] = value;
                    }
              }
            }
        }
        return arr;
    }
    
    6. 桶排序
    function bucketSort(arr, bucketSize) {
        if (arr.length === 0) {
          return arr;
        }
    
        var i;
        var minValue = arr[0];
        var maxValue = arr[0];
        for (i = 1; i < arr.length; i++) {
          if (arr[i] < minValue) {
              minValue = arr[i];                // 输入数据的最小值
          } else if (arr[i] > maxValue) {
              maxValue = arr[i];                // 输入数据的最大值
          }
        }
    
        //桶的初始化
        var DEFAULT_BUCKET_SIZE = 5;            // 设置桶的默认数量为5
        bucketSize = bucketSize || DEFAULT_BUCKET_SIZE;
        var bucketCount = Math.floor((maxValue - minValue) / bucketSize) + 1;   
        var buckets = new Array(bucketCount);
        for (i = 0; i < buckets.length; i++) {
            buckets[i] = [];
        }
    
        //利用映射函数将数据分配到各个桶中
        for (i = 0; i < arr.length; i++) {
            buckets[Math.floor((arr[i] - minValue) / bucketSize)].push(arr[i]);
        }
    
        arr.length = 0;
        for (i = 0; i < buckets.length; i++) {
            insertionSort(buckets[i]);                      // 对每个桶进行排序,这里使用了插入排序
            for (var j = 0; j < buckets[i].length; j++) {
                arr.push(buckets[i][j]);                      
            }
        }
    
        return arr;
    }
    

    不稳定排序

    1. 选择排序
    function selectionSort(arr) {
        var len = arr.length;
        var minIndex, temp;
        for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
            minIndex = i;
            for (var j = i + 1; j < len; j++) {
                if (arr[j] < arr[minIndex]) {     // 寻找最小的数
                    minIndex = j;                 // 将最小数的索引保存
                }
            }
            temp = arr[i];
            arr[i] = arr[minIndex];
            arr[minIndex] = temp;
        }
        return arr;
    }
    
    2. 快速排序
    function quickSort(arr, left, right) {
        var len = arr.length,
            partitionIndex,
            left = typeof left != 'number' ? 0 : left,
            right = typeof right != 'number' ? len - 1 : right;
    
        if (left < right) {
            partitionIndex = partition(arr, left, right);
            quickSort(arr, left, partitionIndex-1);
            quickSort(arr, partitionIndex+1, right);
        }
        return arr;
    }
    function partition(arr, left ,right) {     // 分区操作
        var pivot = left,                      // 设定基准值(pivot)
            index = pivot + 1;
        for (var i = index; i <= right; i++) {
            if (arr[i] < arr[pivot]) {
                swap(arr, i, index);
                index++;
            }        
        }
        swap(arr, pivot, index - 1);
        return index-1;
    }
    function swap(arr, i, j) {
        var temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
    functiion paritition2(arr, low, high) {
      let pivot = arr[low];
      while (low < high) {
        while (low < high && arr[high] > pivot) {
          --high;
        }
        arr[low] = arr[high];
        while (low < high && arr[low] <= pivot) {
          ++low;
        }
        arr[high] = arr[low];
      }
      arr[low] = pivot;
      return low;
    }
    function quickSort2(arr, low, high) {
      if (low < high) {
        let pivot = paritition2(arr, low, high);
        quickSort2(arr, low, pivot - 1);
        quickSort2(arr, pivot + 1, high);
      }
      return arr;
    }
    
    3. 希尔排序
    function shellSort(arr) {
        var len = arr.length,
            temp,
            gap = 1;
        while(gap < len/3) {          //动态定义间隔序列
            gap =gap*3+1;
        }
        for (gap; gap > 0; gap = Math.floor(gap/3)) {
            for (var i = gap; i < len; i++) {
                temp = arr[i];
                for (var j = i-gap; j >= 0 && arr[j] > temp; j-=gap) {
                    arr[j+gap] = arr[j];
                }
                arr[j+gap] = temp;
            }
        }
        return arr;
    }
    
    4. 堆排序
    var len;    // 因为声明的多个函数都需要数据长度,所以把len设置成为全局变量
    function buildMaxHeap(arr) {   // 建立大顶堆
        len = arr.length;
        for (var i = Math.floor(len/2); i >= 0; i--) {
            heapify(arr, i);
        }
    }
    function heapify(arr, i) {     // 堆调整
        var left = 2 * i + 1,
            right = 2 * i + 2,
            largest = i;
    
        if (left < len && arr[left] > arr[largest]) {
            largest = left;
        }
    
        if (right < len && arr[right] > arr[largest]) {
            largest = right;
        }
    
        if (largest != i) {
            swap(arr, i, largest);
            heapify(arr, largest);
        }
    }
    function swap(arr, i, j) {
        var temp = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = temp;
    }
    function heapSort(arr) {
        buildMaxHeap(arr);
    
        for (var i = arr.length-1; i > 0; i--) {
            swap(arr, 0, i);
            len--;
            heapify(arr, 0);
        }
        return arr;
    }
    

    2.2 数组排序

    array.sort()方法
    \\升序
    function compareNumbers(a, b) {
      return a - b;
    }
    \\降序
    function compareNumbers(a, b) {
      return b - a;
    }
    

    因为ECMAscript规范对于浏览器实现sort()方法有此说法

    The sort is not necessarily stable (that is, elements that compare equal do not necessarily remain in their original order)

    所以不同浏览器实现array.sort()的算法不一样,array.sort()在各个浏览器的稳定性


    修改array.sort()后实现稳定性的方法

    通过记录元素原位置j,当对比到两个相同的元素(a.i=b.i)时,按照原始的位置排序。

    Array.prototype.stableSort = function (fn) {
      // 用新数组记录位置
      var newArr = this.map(function (i, j) { return {i:i, j:j}; });
      return newArr.sort(function (a, b) {
        result = fn(a.i, b.i);
        if (result === 0) {
          // 按原先元素位置排序,升序
          return a.j - b.j;
        }
        return result;
      }).map(function (i) { return i.i; });
    };
    

    3. 思路

    输入的分数数据,看作五个数组。此题可看作对五个数组进行稳定排序
    1.取每个酒店5方面得到的最低分作为依据,递减排序;
    2.对于最低分相同的酒店,根据5方面平均分作为依据,递减排序。

    4. 代码

    会根据学习水平持续优化代码~

    var n=5,
        record=["4 4 5 3 4", "3 3 3 3 3", "5 4 4 3 5", "5 5 5 5 5", "5 2 4 3 4"],
        score=0,
        result='';
    //升序
    function orderAsc(a, b) {
      return a[0] - b[0];
    }
    //降序  
    function orderDes(a,b){
    return b[0][0]-a[0][0];
    }
    //计算平均值
    function   computeAvg(record){
        var avg=0;
        for(var i=0;i<5;i++){
        avg+=record[i]
        }
        avg=avg/5;
        return avg;
    }
    for(var i=0;i<n;i++){
        record[i]=record[i].split(" ");
        record[i]=record[i].stableSort(orderAsc);
        record[i][5]=i;
    }
        record=record.stableSort(orderDes);
    for(var j=0;j<n-1;j++){
      if(record[j][0]==record[j+1][0]){
        record=record.stableSort(function(a,b){
        return computeAvg(b)-computeAvg(a);
        })
      }
    }
    for(var k=0;k<n;k++){
       result+=record[k][5]+' ';
    }
    console.log(result)
    

    5. 资料

    Array.prototype.sort()
    聊聊前端排序的那些事
    GitBook《十大经典排序算法》JavaScript 实现
    javascript 数组的稳定性排序

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