快速排序和冒泡排序php

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一、简介

步骤:

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  1. 理解快速排序:快速排序是基于分治法的一个非常高效的排序算法。它的基本思想是通过一趟排序将待排记录分割成独立的两部分,其中一部分的所有记录都比另一部分的所有记录都要小,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,以此达到整个序列有序。
  2. 选择基准值:从数列中挑出一个元素,称为“基准”(pivot)。通常选择的方法有随机选取、取第一个元素或最后一个元素等。
  3. 分区操作:重新排列数列,所有比基准值小的元素摆放在基准前面,所有比基准值大的元素摆在基准后面(相同的数可以到任一边)。在这个分割结束之后,该基准就处于数列中间位置。这个称为分区操作。
  4. 递归调用:递归地将小于基准值元素的子数组和大于基准值元素的子数组排序。
  5. 合并结果:由于递归过程中每次都是局部有序,因此不需要额外的操作来合并结果。

php
深色版本
1function quickSort(&$arr, $left, $right) {

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2 if ($left < $right) {

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3 $pivotIndex = partition($arr, $left, $right);

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4 quickSort($arr, $left, $pivotIndex - 1);

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5 quickSort($arr, $pivotIndex + 1, $right);

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6 }

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7}

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8

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9function partition(&$arr, $left, $right) {

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10 $pivot = $arr[$right];

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11 $i = $left - 1;

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12 for ($j = $left; $j < $right; $j++) {

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13 if ($arr[$j] < $pivot) {

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14 $i++;

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15 swap($arr, $i, $j);

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16 }

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17 }

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18 swap($arr, $i + 1, $right);

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19 return $i + 1;

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20}

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21

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22function swap(&$arr, $i, $j) {

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23 $temp = $arr[$i];

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24 $arr[$i] = $arr[$j];

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25 $arr[$j] = $temp;

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26}

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二、冒泡排序概述

冒泡排序是最基础的排序算法之一,其核心思想在于重复走访过要排序的数列,依次比较相邻的两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。

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步骤:

  1. 初始化:开始时,数组可能未排序。
  2. 比较与交换:从头到尾依次比较每一对相邻元素,如果前一个比后一个大,则交换它们。
  3. 一轮迭代:上述步骤执行完一遍后,最大的元素会被移动到最后面的位置。
  4. 重复迭代:除去已确定好位置的最大元素外,重复第2步至第3步的过程。
  5. 终止条件:当某次完整的遍历中没有任何一次交换发生时,说明数组已经完全排序完毕。

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深色版本
1function bubbleSort(&$arr) {

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2 $n = count($arr);

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3 for ($i = 0; $i < $n-1; $i++) {

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4 for ($j = 0; $j < $n-$i-1; $j++) {

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5 if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) {

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6 // 交换两者

7 list($arr[$j], $arr[$j+1]) = [$arr[$j+1], $arr[$j]];

8 }

9 }

10 }

11}

三、性能对比

当我们谈论排序算法时,性能是一个非常关键的因素。快速排序平均时间复杂度为O(n log n),在最坏情况下会退化至O(n^2),但这种情况较为罕见;而冒泡排序的时间复杂度总是O(n^2)。这意味着对于大数据集而言,快速排序通常表现得更加高效。毫无疑问在实际应用中,还需考虑其他因素如内存使用情况及代码实现难度等。

四、应用场景

虽然快速排序在大多数情况下都优于冒泡排序,但对于非常小的数据集或者几乎已排序好的数据,冒泡排序可能会显得更简单且足够有效。另一方面,快速排序特别适合处理大规模数据集,并且能够很好地利用现代处理器的缓存机制。

五、实践建议

  • 在实际开发过程中,推荐优先考虑使用内置函数或库来处理排序需求,因为这些通常经过了优化处理。
  • 如果确实需要自己实现排序逻辑,请根据具体情况选择合适的算法。对于大型数据集来说,优先考虑快速排序这样的高级算法。
  • 不论采用哪种方式,都应该注意边界条件以及异常输入的情况,确保程序具有良好的鲁棒性。

六、结语

了解并掌握不同的排序算法不仅有助于提高解决问题的能力,还能帮助开发者更好地理解和设计软件系统。希望本文对你有所帮助!无论你是正在学习计算机科学的学生还是寻求提升技能的专业人士,深入理解排序算法都将是一笔宝贵的财富。

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