扣丁学堂HTML5培训简述JavaScript常用基础算法

2019-08-22 10:26:27 3298浏览

本篇文章扣丁学堂HTML5培训小编给读者们分享一下JavaScript常用基础算法，对JavaScript常用基础算法感兴趣的小伙伴就随小编来了解一下吧。

基础算法

一、排序

冒泡排序

//冒泡排序
functionbubbleSort(arr){
for(vari=1,len=arr.length;i<len-1;++i){
for(varj=0;j<=len-i;++j){
if(arr[j]>arr[j+1]){
lettemp=arr[j];
arr[j]=arr[j+1];
arr[j+1]=temp;
}
}
}
}

插入排序

//插入排序过程就像你拿到一副扑克牌然后对它排序一样
functioninsertionSort(arr){
varn=arr.length;
//我们认为arr[0]已经被排序，所以i从1开始
for(vari=1;i<n;i++){
//取出下一个新元素，在已排序的元素序列中从后向前扫描来与该新元素比较大小
for(varj=i-1;j>=0;j--){
if(arr[i]>=arr[j]){//若要从大到小排序，则将该行改为if(arr[i]<=arr[j])即可
//如果新元素arr[i]大于等于已排序的元素序列的arr[j]，
//则将arr[i]插入到arr[j]的下一位置，保持序列从小到大的顺序
arr.splice(j+1,0,arr.splice(i,1)[0]);
//由于序列是从小到大并从后向前扫描的，所以不必再比较下标小于j的值比arr[j]小的值，退出循环
break;
}elseif(j===0){
//arr[j]比已排序序列的元素都要小，将它插入到序列最前面
arr.splice(j,0,arr.splice(i,1)[0]);
}
}
}
returnarr;
}

当目标是升序排序，最好情况是序列本来已经是升序排序，那么只需比较n-1次，时间复杂度O(n)。最坏情况是序列本来是降序排序，那么需比较n(n-1)/2次，时间复杂度O(n^2)。所以平均来说，插入排序的时间复杂度是O(n^2)。显然，次方级别的时间复杂度代表着插入排序不适合数据特别多的情况，一般来说插入排序适合小数据量的排序。

快速排序

//快速排序
functionqSort(arr){
//声明并初始化左边的数组和右边的数组
varleft=[],right=[];
//使用数组第一个元素作为基准值
varbase=arr[0];
//当数组长度只有1或者为空时，直接返回数组，不需要排序
if(arr.length<=1)returnarr;
//进行遍历
for(vari=1,len=arr.length;i<len;i++){
if(arr[i]<=base){
//如果小于基准值，push到左边的数组
left.push(arr[i]);
}else{
//如果大于基准值，push到右边的数组
right.push(arr[i]);
}
}
//递归并且合并数组元素
return[...qSort(left),...[base],...qSort(right)];//returnqSort(left).concat([base],qSort(right));
}

补充：

在这段代码中，我们可以看到，这段代码实现了通过pivot区分左右部分，然后递归的在左右部分继续取pivot排序，实现了快速排序的文本描述，也就是说该的算法实现本质是没有问题的。

虽然这种实现方式非常的易于理解。不过该实现也是有可以改进的空间，在这种实现中，我们发现在函数内定义了left/right两个数组存放临时数据。随着递归的次数增多，会定义并存放越来越多的临时数据，需要Ω(n)的额外储存空间。

因此，像很多算法介绍中，都使用了原地（in-place）分区的版本去实现快速排序，我们先介绍什么是原地分区算法。

原地（in-place）分区算法描述:

1、从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），数组第一个元素的位置作为索引。
2、遍历数组，当数组数字小于或者等于基准值，则将索引位置上的数与该数字进行交换，同时索引+1
3、将基准值与当前索引位置进行交换

通过以上3个步骤，就将以基准值为中心，数组的左右两侧数字分别比基准值小或者大了。这个时候在递归的原地分区，就可以得到已排序后的数组。

原地分区算法实现

//交换数组元素位置
functionswap(array,i,j){
vartemp=array[i];
array[i]=array[j];
array[j]=temp;
}

functionpartition(array,left,right){
varindex=left;
varpivot=array[right];//取最后一个数字当做基准值，这样方便遍历
for(vari=left;i<right;i++){
if(array[i]<=pivot){
swap(array,index,i);
index++;
}
}
swap(array,right,index);
returnindex;
}

因为我们需要递归的多次原地分区，同时，又不想额外的地址空间所以，在实现分区算法的时候会有3个参数，分别是原数组array，需要遍历的数组起点left以及需要遍历的数组终点right
最后返回一个已经排好序的index值用于下次递归，该索引对应的值一定比索引左侧的数组元素小，比所有右侧的数组元素大。

再次基础上我们还是可以进一步的优化分区算法，我们发现<=pivot可以改为<pivot,这样可以减少一次交换。


原地分区版快速排序实现

functionquickSort(array){
functionswap(array,i,j){
vartemp=array[i];
array[i]=array[j];
array[j]=temp;
}

functionpartition(array,left,right){
varindex=left;
varpivot=array[right];//取最后一个数字当做基准值，这样方便遍历
for(vari=left;i<right;i++){
if(array[i]<pivot){
swap(array,index,i);
index++;
}
}
swap(array,right,index);
returnindex;
}

functionsort(array,left,right){
if(left>right){
return;
}
varstoreIndex=partition(array,left,right);
sort(array,left,storeIndex-1);
sort(array,storeIndex+1,right);
}

sort(array,0,array.length-1);
returnarray;
}

二、字符串

1、回文字符串

//判断回文字符串
functionpalindrome(str){
varreg=/[\W\_]/g;
varstr0=str.toLowerCase().replace(reg,"");
varstr1=str0.split("").reverse().join("");
returnstr0===str1;
}

2、翻转字符串

functionreverseString(str){
returnstr.split("").reverse().join("");
}

3、字符串中出现最多次数的字符

functionfindMaxDuplicateChar(str){
varcnt={},//用来记录所有的字符的出现频次
c='';//用来记录最大频次的字符
for(vari=0;i<str.length;i++){
varci=str[i];
if(!cnt[ci]){
cnt[ci]=1;
}else{
cnt[ci]++;
}
if(c==''||cnt[ci]>cnt[c]){
c=ci;
}
}
console.log(cnt)
returnc;
}

三、数组

数组去重

//数组去重
functionuniqueArray(arr){
vartemp=[];
for(vari=0;i<arr.length;i++){
if(temp.indexOf(arr[i])==-1){
temp.push(arr[i]);
}
}
returntemp;
//or
returnArray.from(newSet(arr));
}

四、查找

二分查找

//二分查找
functionbinary_search(arr,l,r,v){
if(l>r){
return-1;
}
varm=parseInt((l+r)/2);
if(arr[m]==v){
returnm;
}elseif(arr[m]<v){
returnbinary_search(arr,m+1,r,v);
}else{
returnbinary_search(arr,l,m-1,v);
}
}

将二分查找运用到之前的插入排序中，形成二分插入排序，据说可以提高效率。但我测试的时候也许是数据量太少，并没有发现太明显的差距。。大家可以自己试验一下~（譬如在函数调用开始和结束使用console.time('插入排序耗时')和console.timeEnd('插入排序耗时')）

五、树的搜索/遍历

1、深度优先搜索

//深搜非递归实现
functiondfs(node){
varnodeList=[];
if(node){
varstack=[];
stack.push(node);
while(stack.length!=0){
varitem=stack.pop();
nodeList.push(item);
varchildren=item.children;
for(vari=children.length-1;i>=0;i--){
stack.push(children[i]);
}
}
}
returnnodeList;
}

//深搜递归实现
functiondfs(node,nodeList){
if(node){
nodeList.push(node);
varchildren=node.children;
for(vari=0;i<children.length;i++){
dfs(children[i],nodeList);
}
}
returnnodeList;
}

2、广度优先搜索

//广搜非递归实现
functionbfs(node){
varnodeList=[];
if(node!=null){
varqueue=[];
queue.unshift(node);
while(queue.length!=0){
varitem=queue.shift();
nodeList.push(item);
varchildren=item.children;
for(vari=0;i<children.length;i++)
queue.push(children[i]);
}
}
returnnodeList;
}

//广搜递归实现
vari=0;//自增标识符
functionbfs(node,nodeList){
if(node){
nodeList.push(node);
if(nodeList.length>1){
bfs(node.nextElementSibling,nodeList);//搜索当前元素的下一个兄弟元素
}
node=nodeList[i++];
bfs(node.firstElementChild,nodeList);//该层元素节点遍历完了，去找下一层的节点遍历
}
returnnodeList;
}

高阶函数衍生算法

1、filter去重

filter也是一个常用的操作，它用于把Array的某些元素过滤掉，然后返回剩下的元素。也可以这么理解，filter的回调函数把Array的每个元素都处理一遍，处理结果返回false则过滤结果去除该元素，true则留下来

用filter()这个高阶函数，关键在于正确实现一个“筛选”函数。

其实这个筛选函数有多个参数，filter(function(element,index,self)，演示一个使用filter去重，像这样：

varr,
arr=['apple','strawberry','banana','pear','apple','orange','orange','strawberry'];
r=arr.filter(function(element,index,self){
returnself.indexOf(element)===index;
//拿到元素，判断他在数组里第一次出现的位置，是不是和当前位置一样，一样的话返回true，不一样说明重复了，返回false。
});

2、sort排序算法

排序也是在程序中经常用到的算法。无论使用冒泡排序还是快速排序，排序的核心是比较两个元素的大小。如果是数字，我们可以直接比较，但如果是字符串或者两个对象呢？直接比较数学上的大小是没有意义的，因此，比较的过程必须通过函数抽象出来。通常规定，对于两个元素x和y，如果认为x<y，则返回-1，如果认为x==y，则返回0，如果认为x>y，则返回1，这样，排序算法就不用关心具体的比较过程，而是根据比较结果直接排序。


值得注意的例子

//看上去正常的结果:
['Google','Apple','Microsoft'].sort();//['Apple','Google','Microsoft'];

//apple排在了最后:
['Google','apple','Microsoft'].sort();//['Google','Microsoft",'apple']

//无法理解的结果:
[10,20,1,2].sort();//[1,10,2,20]

解释原因

第二个排序把apple排在了最后，是因为字符串根据ASCII码进行排序，而小写字母a的ASCII码在大写字母之后。

第三个排序结果，简单的数字排序都能错。

这是因为Array的sort()方法默认把所有元素先转换为String再排序，结果’10’排在了’2’的前面，因为字符’1’比字符’2’的ASCII码小。

因此我们把结合这个原理：

vararr=[10,20,1,2];
arr.sort(function(x,y){
if(x<y){
return-1;
}
if(x>y){
return1;
}
return0;
});
console.log(arr);//[1,2,10,20]

上面的代码解读一下：传入x，y，如果x<y，返回-1，x与前面排，如果x>y，返回-1，x后面排，如果x=y，无所谓谁拍谁前面。

还有一个，sort()方法会直接对Array进行修改，它返回的结果仍是当前Array，一个栗子：

vara1=['B','A','C'];
vara2=a1.sort();
a1;//['A','B','C']
a2;//['A','B','C']
a1===a2;//true,a1和a2是同一对象

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