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使用php寫出幾種常見的排序演算法程序

jacklove原創: 2018-06-08 09:33:101609瀏覽

排序演算法在程式設計中經常會遇見，本文將透過php來實作幾種常見的排序演算法。

一、冒泡排序

冒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，實作程式碼如下：

function bubbleSort($arr) {
 $len = count($arr);
 for ($i = 0; $i < $len; $i++) {
  // 遍历i后面的元素，只要该元素小于当前元素，就把较小的往前冒泡
  for ($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)，實作程式碼如下：

function selectSort($arr) {
 $len = count($arr);
 for ($i = 0; $i < $len; $i++) {
  $minIndex = $i;
  // 找出i后面最小的元素与当前元素交换
  for ($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;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

三、插入排序

感覺插入排序跟冒泡排序有點相似，時間複雜度也是O(n^2)，實作程式碼如下：

function insertSort($arr) {
 $len = count($arr);
 for ($i = 1; $i < $len; $i++) {
  if ($arr[$i] < $arr[$i - 1]) {
$t = $arr[$i];
$j = $i - 1;
// 如果当前元素大于前一个元素，就往前挪
while ($j >= 0 && $t < $arr[$j]) {
 $arr[$j + 1] = $arr[$j];
 $j--;
}
$arr[$j + 1] = $t;
  }
 }
 return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

四、希爾排序

#希爾排序其實可以理解是插入排序的最佳化版，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，實作程式碼如下：

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;
}
  }
  // 缩小步长，再进行插入排序
  $stepSize = floor($stepSize / 2);
 }
 return $arr;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

五、堆排序

堆排序是一種高效率的排序演算法，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。實作程式碼如下：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 = $childIndex * 2 + 1;
} else {
 break;
}
  }
 }
 // 从最后一个元素开始调整
 for ($i = $len - 1; $i > 0; $i--) {
  $t = $arr[$i];
  $arr[$i] = $arr[0];
  $arr[0] = $t;
  // 调整第一个元素
  $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;
} 
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

六、快速排序

快排也是一個高效率的排序演算法，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];// $temp为基准元素
  // 把小于$temp的元素放到$temp左边，大于它的放在右边
  while ($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] = $temp;
  // 把数组分成两部分，递归调用该函数
  quickSortRecursion($arr, $begin, $left - 1);
  quickSortRecursion($arr, $left + 1, $end);
 }
 return $arr;
}
 
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

七、歸併排序

歸併排序的時間複雜度也是O(nlogn)。原理是：對於兩個排序好的數組，分別遍歷這兩個數組，而取得較小的元素插入新的數組中，那麼，這麼新的數組也會是排序好的。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 + $end) / 2);
  // 把数组不断拆分，只到只剩下一个元素，对于一个元素的数组，一定是排序好的
  mergeSortRecursion($arr, $begin, $mid);
  mergeSortRecursion($arr, $mid + 1, $end);
  $i = $begin;
  $j = $mid + 1;
  $k = 0;
  $temp = array();
  // 开始执行归并，遍历两个数组，从它们里面取较小的元素插入到新数组中
  while ($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;
}
$arr = [3,1,13,5,7,11,2,4,14,9,15,6,12,10,8];
print_r(bubbleSort($arr));

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使用php寫出幾種常見的排序演算法程序

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