JavaScript排序大揭秘：手绘图解6大常见排序算法，一网打尽

亦凉 2024-04-22 12:29 54阅读 0赞

**前言**

> ? 大家好，我是南木元元，热爱技术和分享，欢迎大家交流，一起学习进步！
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本文用图解总结梳理了6种常见的排序算法 ，如下?：

*  冒泡排序
 *  选择排序
 *  插入排序
 *  快速排序
 *  归并排序
 *  堆排序

--------------------

**目录**

一.冒泡排序

思路及图解

代码实现

二.选择排序

思路及图解

代码实现

三.插入排序

思路及图解

代码实现

四.快速排序

思路及图解

代码实现

五.归并排序

思路及图解

代码实现

六.堆排序

思路及图解

代码实现

结语

--------------------

## 一.冒泡排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

冒泡排序的**基本思路**：比较相邻的两个元素，将较大的元素交换到后面。通过多次遍历和两两比较，使得每一轮遍历都能确定一个当前未排序元素的最终位置，直至所有元素有序。

*  冒泡排序图解

![82621e73d72342c19a07de45a820291e.png][]

时间复杂度：O(n^2)；空间复杂度：O(1)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的冒泡排序代码：

*  优化版

如果在某一轮比较中没有发生元素交换，则说明数组已经有序，可以提前结束排序过程。

## 二.选择排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

选择排序的**基本思路**：每次从未排序的部分中选择最小（或最大）的元素，然后将其与未排序部分的第一个元素交换位置，直到整个数组排序完成。

*  选择排序图解

![925a019f1828470681e6ed8579a1e045.png][]

时间复杂度：O(n^2)；空间复杂度：O(1)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的选择排序代码：

## 三.插入排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

基本思想：将待排序的数组分成已排序区间和未排序区间，初始时已排序区间只有一个元素，然后逐步将未排序区间的元素插入到已排序区间的合适位置，直到整个数组排序完成。

整个过程就像打扑克牌，从牌堆顶取一张牌，找到合适的位置插入到已有牌的顺序中。

![7d2c739bbb1f4c168817c7556b707ddf.png][]

*  插入排序图解

![a86899fe30a242459e37248e28bf2efc.png][]

时间复杂度：O(n^2)；空间复杂度：O(1)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的插入排序代码：

## 四.快速排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

快排采用分治的思想，选择一个基准元素，将数组分割成两个子数组，小于基准元素的放在左边，大于基准元素的放在右边，然后对这两个子数组进行递归排序，直到左右两部分只剩下一个数。

*  快速排序图解

![96d816e108fa41cf8501a58fa88ff565.png][]

时间复杂度：O(nlogn)；空间复杂度：O(logn)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的快速排序代码：

## 五.归并排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

归并排序是一种经典的分治算法，核心思想是将待排序数组分成若干个子序列，分别进行排序，然后将已排序的子序列合并成更大的有序序列，直到整个数组排序完成。

*  归并排序图解

![3bb57772fd8b419da1e9e2b21198c992.png][]

时间复杂度：O(nlogn)；空间复杂度：O(n)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的归并排序代码：

## 六.堆排序 ##

### 思路及图解 ###

*  基本思路

堆排序的**基本思路**：先将待排序的数组构建成一个最大堆（或最小堆），然后依次将堆顶元素与堆尾元素交换并重新调整堆，重复这个过程直到整个数组排序完成。

1.**构建最大堆。**将待排序的数组视为完全二叉树，从最后一个非叶子节点开始，依次向前调整节点，使得每个节点都满足父节点的值大于或等于子节点的值。

2.**交换并调整堆。**将堆顶元素（即当前最大的元素）与堆尾元素交换，然后重新调整剩余的元素，使得剩余元素重新构成一个最大堆。重复这个过程，直到所有元素都被排序完成。

*  堆排序图解

![b8da459db362427bb3dc90009fe1b933.png][]

时间复杂度：O(nlogn)；空间复杂度：O(1)

### 代码实现 ###

下面是用 JavaScript 实现的堆排序代码：

// 调整堆，使得剩余元素重新构成最大堆
    function heapify(arr, n, i) {
      let l = i * 2 + 1;
      let r = i * 2 + 2;
      let max = i;
      // 找出左右子节点和当前节点中的最大值
      if (l < n && arr[l] > arr[max]) {
        max = l;
      }
      if (r < n && arr[r] > arr[max]) {
        max = r;
      }
      // 如果最大值不是当前节点，交换节点并继续调整堆
      if (max !== i) {
        [arr[max], arr[i]] = [arr[i], arr[max]];
        heapify(arr, n, max);
      }
    }
    // 堆排序
    function heapSort(arr) {
      let len = arr.length;
      // 建立大根堆，从最后一个非叶子节点开始
      let last = Math.floor((len - 2) / 2);
      for (let i = last; i >= 0; i--) {
        heapify(arr, len, i);
      }
      // 每次把堆顶的数与最后一个数交换，并重新调整堆
      for (let i = 0; i < len; i++) {
        [arr[0], arr[len - 1 - i]] = [arr[len - 1 - i], arr[0]];
        heapify(arr, len - 1 - i, 0);
      }
      return arr;
    }
    
    // 测试
    const arr = [3, 44, 38, 5, 47, 15, 36, 26, 27, 2, 46, 4, 19, 50, 48];
    console.log(heapSort(arr));
    // 输出：[2, 3, 4, 5, 15, 19, 26, 27, 36, 38, 44, 46, 47, 48, 50]

## 结语 ##

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