前端工程师算法之冒泡排序

前言

对于非科班出身的程序员特别是前端工程师来讲，算法的确实是一块心病。买一本算法导论来撸几个月同时还得学一门新语言既难以施行，也极度缺少性价比。

本人自知才疏学浅，因此科学、全面、规范、严谨一概无论，但我会尽可能用通俗的语言和代码让缺少算法概念的人快速理解算法。

若是你以为不错，或者发现文章中的错误，或者有更好的建议，欢迎加入前端全栈群交流，866109386。

后续文章中会涉及：常见排序算法、常见搜索算法、树、分治法、动态规划、贪心算法等

冒泡排序

1、原理解析

选择第1个和第2个数字，若是第1个>第2个两者交换位置（假设是升序排列）。以后选择第2个和第3个数字，相似交换处理。一轮下来后，最大的数字会“冒泡”到最后一位。

接下来，忽略已经拍好的数字，对于剩下的数字再来一轮

...

直到全部的数字都排列完成。

2、范例演示

如下表格里，红色表示选中的待排序的数字，粗体表示本轮刚刚排列过的数字，蓝色表示最终排好的数字。

第一轮： 1.选择 10 和 34， 进行比较， 其中 10 < 34， 两者不须要交换 2.选择 34 和 21， 进行比较， 其中 34 > 21, 两者须要交换 3.选择 34 和 47， 进行比较， 其中 34 < 47, 两者需不要交换 4.选择 47 和 3， 进行比较， 其中 47 > 3, 两者须要交换 5.... 6.最后 47 交换到末尾

第二轮：

忽略已经排列好的47, 按照刚刚的逻辑再次排序

...

3、实现方式

function bubleSort(arr) {
  for(let i = 0; i < arr.length /*i表明轮数*/; i++) {
    for(let j = 0; j < arr.length - i /*j表明当前轮选中的元素下标*/; j++) {
      if(arr[j] > arr[j+1]) {
        [ arr[j], arr[j+1] ] = [ arr[j+1], arr[j] ] /*交换元素*/
      }
      //console.log(arr)
    }
  }
}

var arr = [10, 34, 21, 47, 3, 28]
bubleSort(arr)
console.log(arr)
复制代码

4、效率测试

下面咱们测试排序性能。如下的代码中，randomArr 函数会生成一个随机数组， 数组长度默认是100， 最大值默认值是1000。 console.time 和 console.end 用来记录排序时间。

let arr = randomArr(10000, 100)
console.time('bubleSort')
bubleSort(arr)
console.timeEnd('bubleSort')


function randomArr( arrLen = 100, maxValue = 1000 ) {
  let arr = []
  for(let i = 0; i < arrLen; i++) {
    arr[i] = Math.floor((maxValue+1)*Math.random())
  }
  return arr
}

function bubleSort(arr) {
  for(let i = 0; i < arr.length; i++) {
    for(let j = 0; j < arr.length - i; j++) {
      if(arr[j] > arr[j+1]) {
        [ arr[j], arr[j+1] ] = [ arr[j+1], arr[j] ] /*交换元素*/
      }
    }
  }
}
复制代码

经测试100次取平均值，得出初步结论：测试数组长度增长10倍，排序时间约增长100倍

复杂度分析

时间复杂度(能够理解为排序的次数)计算： (n-1) + (n-2) + ... + 1 = n*(1 + (n-1))/2，因此时间复杂度为 O(n^2) ，和上面的测试基本一致。

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