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用php写八大排序算法

用php写八大排序算法

作者: 陈智涛 | 来源:发表于2017-07-21 13:07 被阅读0次

    问题:怎么理解排序算法的不稳定性?

    简单地说就是所有相等的数经过某种排序方法后,仍能保持它们在排序之前的相对次序,我们就说这种排序方法是稳定的。反之,就是非稳定的。
    我们现在所做的拿数据简单的做测试对破坏顺序当然没什么关系。但是如果是那结构体来排序呢?比如一个结构体里面包含一个人的学号和分数,要求在分数相等的情况下再按照学号排序,这个时候顺序就有关系了。
    1、冒泡排序
    原理:临近的两个数字两两比较,按照从大到小或者从小到大的顺序排序,这样一次遍历下来,最大或者最小的数字就被选择了出来,再依次遍历后面的数字,直到倒数第二位结束。
    时间复杂度:平均情况:O(n^2) 最好情况(n)
    空间复杂度:O(1)
    稳定性:稳定
    代码:

    <?php
       $arr = [12,12,23,3,4,4,43,4,345,43,54,35,46,567,34];
       $len = count($arr);
       for ($i=0; $i < $len; $i++) { 
           for ($j=0; $j < $len - 1 -$i; $j++) { 
              if($arr[$j] > $arr[$j+1]){
                $tmp = $arr[$j];
                $arr[$j] = $arr[$j+1];
                $arr[$j+1] = $tmp;
              }
           }
       }
       print_r($arr);
       
    ?>
    

    2、选择排序
    原理:设排序的记录有n个,i遍历 0 - n 和 i后面的记录做比较,每一次遍历能找出最大或者最小记录,执行n-1次后,完成排序
    时间复杂度:平均情况:O(n^2) 最好情况:O(n)
    空间复杂度:O(1)
    稳定性:不稳定
    代码:

    <?php
        function selectionSort($arr)
        {
            $len = count($arr);
            // var_dump($len);
            for( $i = 0;$i < $len; $i++){
                //在[i,n)区间内去找最小数
                $minIndex = $i;
                for ($j=$i+1; $j<$len; $j++) { 
                    if($arr[$j] < $arr[$minIndex]){
                        $minIndex =  $j;
                    }
                }
                swapItem($arr[$minIndex],$arr[$i]);
            }
            return $arr;
    
        }
        function swapItem(& $a,& $b){
            $tmp = 0;
            $tmp = $a;
            $a = $b;
            $b = $tmp;
    
        }
        $arr = [10,9,8,7,6,5,4,3,2,1];
        $arr = selectionSort($arr);
        print_r($arr);
    ?>
    

    3、插入排序
    原理:将记录插入到一个已经排好序的序列中,形成一个新的有序数列。即先将序列的第一位看成一个有序序列,然后从第二个序列开始逐个插入形成新的有序序列,直到遍历完整个序列。性能上比冒泡和简单选择排序更好。
    时间复杂度:平均情况:O(n^2) 最好情况:O(n)
    空间复杂度:O(1)
    稳定性:稳定
    代码:

    <?php
        $arr = [12,34,4,3,5,2,3,44];
        $len = count($arr);
        for($i = 0; $i < $len;$i++){
            //新取的记录和有序序列的最后一位比较大小,所以$j = $i-1
            $newitem = $arr[$i];
            $j = $i -1;//$arr[$j]代表有序序列的最后一个记录
            //如何有序序列长度大于1且新插入的要比序列的最后一个记录小,则要进入循环,找到合适的位置
            while ($j > -1 && $arr[$j] > $newitem) {
                
                $arr[$j+1] =  $arr[$j];
                $j = $j - 1;
            }
            $arr[$j+1] = $newitem;
        }
        print_r($arr);
    
    ?>
    

    算法2:

    <?php
        $arr = [12,34,4,3,5,2,3,44,2,2,33,0,1];
        $len = count($arr);
        for($i = 1;$i<$len;$i++){
            for($j = $i;$j-1>=0&&$arr[$j]<$arr[$j-1];$j--){
                $tmp = $arr[$j-1];
                $arr[$j-1] = $arr[$j];
                $arr[$j] = $tmp;
            }
        }
        print_r($arr);
    ?>
    

    4、快速排序
    原理:每一趟排序将原序列分成两个独立的部分,并且其中一个部分的所有数据要比另一个部分的所有数据要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
    时间复杂度:平均情况:O(nlog2n) 最好情况:O(nlog2n),最坏情况(n^2)
    空间复杂度:O(nlog2n)
    代码:

    <?php
        $arr = [12,34,4,3,5,2,3,44];
        
        function quickSort($arr){
            $len = count($arr);
            if($len <=1){
                return $arr;
            }
            $base_num = $arr[0];//选择一个标尺 选择第一个元素
            $left_array = array();
            $right_array = array();
            for($i = 1;$i < $len;$i++){
                if($arr[$i]>$base_num){
                    $right_array[] = $arr[$i];
                }else{
                    $left_array[] = $arr[$i];
                }
            }
            $left_array = quickSort($left_array);
            $right_array = quickSort($right_array);
            return array_merge($left_array,array($base_num),$right_array);
    
        }
        $newArray = quickSort($arr);
        print_r($newArray);
    ?>
    

    5、希尔排序
    原理:希尔排序是插入排序的改进版,将原序列按下标的一定增量分组,每组元素分别进行插入排序。然后增量减小,排序后的序列在按减小后的增量分组排序,指导增量减小为1,整个序列恰好被分成一组,算法结束。
    时间复杂度:平均情况:O(n√n) 最好情况:O(nlog2n) 最坏情况:O(n2)

    空间复杂度:O(1)
    代码:

    <?php
        $arr = [12,34,4,3,5,2,3,44,33,2];
        function shellSort($arr){
            $len = count($arr);
            for($step = $len/2;$step>0;$step /=2){
                //从第step个元素,逐个对其所在组进行直接插入排序操作
                for($i = $step; $i<$len;$i++){
                    
                    for($j = $i;$j>=$step && $arr[$j]<$arr[$j-$step];$j-=$step){
                        $tmp = $arr[$j-$step];
                        $arr[$j-$step] = $arr[$j];
                        $arr[$j] = $tmp;
                    }
                }
            }
            print_r($arr);
        }
        shellSort($arr);
    ?>
    

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