php 经典排序算法(解析)

介绍三种排序算法

快速排序
选择排序
冒泡排序
选择排序
选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法(比如序列[5, 5, 3]第一次就将第一个[5]与[3]交换,导致第一个5挪动到第二个5后面)。

简单解释
首先默认序列的第一个元素为最小值A,然后从剩下的序列里面,选取最小值B,如果B<A,那么替换两者的位置。然后继续比较第二个位置,从剩余的队列里面选取最小的值放到第二个位置,以此类推

function selectSort($arr) {
    $len = count($arr);

    for($i = 0 ; $i < $len - 1; $i ++) {
        // 默认第一个是最小值
        $min = $i;
        // 注意这里是从$i + 1 开始遍历剩余的元素,选出最小值
        for($n = $i + 1 ; $n < $len; $n ++) {
            if($arr[$n] < $arr[$min]) {
                $min = $n;
            }
        }
        // 如果最小值不是当前默认的最小值,那么进行替换
        if($min != $i) {
            $t = $arr[$i];
            $arr[$i] = $arr[$min];
            $arr[$min] = $t;
        }
    }

    return $arr;
}

冒泡排序
比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。对每一对相邻元素作同样的工作从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点,最后的元素应该会是最大的数。针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

简单解释
要比较N轮,每轮都要比较N-当前轮次的次数, 每次都会选出一个最大值放到后面(有点抽象)

代码

function bubbleSort($arr) {
    $len = count($arr);
    // 这里比较N次
    for($i = 0; $i< $len - 1; $i++) {
        // 每次比较实际上都要-$i,因为每次比较结束后最后一个值就不用参与下次比较了
        for($n = 0; $n < $len - 1 - $i; $n ++) {
            if($arr[$n] > $arr[$n + 1]) {
                $t = $arr[$n];
                $arr[$n] = $arr[$n + 1];
                $arr[$n + 1] = $t;
            }
        }
    }

    return $arr;

}

快速排序(真的很快)
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,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。

简单解释
这个真的更抽象,因为,就是将小的放一边,大的放一边,然后递归出来

function quickSort($arr) {
    $len = count($arr);
    // 因为是递归,所以如果最后的数组可能是空的也可能是1个,那么就没有可比较的了,直接返回
    if($len <= 1) {
        return $arr;
    }

    $base = $min = $max = [];

    $base_item = $arr[0];

    for($i = 0; $i < $len ; $i++) {
        if($arr[$i] < $base_item) {
            $min[] = $arr[$i];
        }elseif($arr[$i] > $base_item) {
            $max[] = $arr[$i];
        }else {
            $base[] = $arr[$i];
        }
    }

    $min = quickSort($min);
    $max = quickSort($max);
    // 每次构造新的序列
    return array_merge($min,$base,$max);
}

性能测试
这三个排序算法的时间复杂度是不一样的,我们来测试下性能。我们用下面代码来生成散列数组。

$arr = range(0,$argv[1]);
shuffle($arr);

然后执行上面三个方法

$time = execTime();
// 快速排序
quickSort($arr);
$time = execTime($time);
// 选择排序
selectSort($arr);
$time = execTime($time);
// 冒泡排序
bubbleSort($arr);
$time = execTime($time);

// 这个是计算毫秒耗时的方法
function execTime($microTime = 0) {
    $microTime && var_dump(microtime(true)*1000 - $microTime);
    return microtime(true)*1000;
}

看下执行结果,果然最快的是快速排序

php sort_practice.php  10
float(0.0419921875)
float(0.011962890625)
float(0.011962890625)

php sort_practice.php  100
float(0.30908203125)
float(0.396240234375)
float(0.779052734375)

php sort_practice.php  200
float(0.687744140625)
float(1.93994140625)
float(3.37890625)

php sort_practice.php  300
float(0.85400390625)
float(3.222900390625)
float(8.123046875)

php sort_practice.php  400
float(1.23193359375)
float(5.857177734375)
float(11.824951171875)

php sort_practice.php  500
float(1.559814453125)
float(8.73291015625)
float(21.15087890625)

php sort_practice.php  600
float(1.70703125)
float(14.300048828125)
float(30.343994140625)

php sort_practice.php  700
float(2.265869140625)
float(18.0390625)
float(41.654052734375)

php sort_practice.php  800
float(2.581298828125)
float(24.72998046875)
float(53.56005859375)

php sort_practice.php  900
float(2.682861328125)
float(31.9560546875)
float(65.988037109375)

php sort_practice.php  1000
float(3.18701171875)
float(36.010986328125)
float(78.216064453125)

php sort_practice.php  2000
float(6.450927734375)
float(151.62475585938)
float(313.64624023438)

php sort_practice.php  3000
float(11.026123046875)
float(362.6640625)
float(721.11572265625)

php sort_practice.php  4000
float(15.346923828125)
float(667.11791992188)
float(1314.2221679688)

php sort_practice.php  5000
float(20.559814453125)
float(1029.8937988281)
float(2057.3466796875)

php sort_practice.php  6000
float(27.767822265625)
float(1534.2431640625)
float(2917.7407226562)

php sort_practice.php  7000
float(33.481201171875)
float(2083.5861816406)
float(3984.7060546875)

php sort_practice.php  8000
float(38.852783203125)
float(2606.0270996094)
float(5157.6708984375)

php sort_practice.php  9000
float(42.02587890625)
float(3436.4509277344)
float(6638.451171875)

php sort_practice.php  10000
float(45.932861328125)
float(4640.3000488281)
float(8474.2751464844)

二分搜索查找
再写一个经典搜索

先从中间开始找,递归类似快速排序

$arr = range(0, $argv[1]);
$value = mt_rand(0, count($arr));

var_dump($value);

function binSearch($value, $arr) {
    if(!$arr) {
        return false;
    }
    $sign = floor(count($arr)/2);
    $middle = $arr[$sign];

    if($middle == $value) {
        var_dump($middle);
    }else {
        binSearch($value,array_slice($arr, 0, $sign));
        binSearch($value,array_slice($arr, $sign + 1));
    }
}


binSearch($value,$arr);
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没有啦~

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