PHP四種排序算法實現(xiàn)及效率分析【冒泡排序,插入排序,選擇排序和快速排序】

2024-05-05 00:03:26

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供稿：網(wǎng)友

本文實例講述了PHP四種排序算法實現(xiàn)及效率分析。分享給大家供大家參考，具體如下：

PHP的四種基本排序算法為：冒泡排序、插入排序、選擇排序和快速排序。

下面是我整理出來的算法代碼：

1. 冒泡排序：

思路：對數(shù)組進行多輪冒泡，每一輪對數(shù)組中的元素兩兩比較，調(diào)整位置，冒出一個最大的數(shù)來。

//簡單版：function bubbleSort($arr){   $n = count($arr);   for($i=1;$i<$n;$i++) { //冒泡的輪數(shù)(最多$n-1輪)     for($j=0;$j<$n-1;$j++) { //每一輪冒泡(兩兩比較，大者后移)       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //前者大于后者，交換位置          $tmp = $arr[$j];          $arr[$j] = $arr[$j+1];          $arr[$j+1] = $tmp;       }     }   }   return $arr;}

//改進版：function bubbleSort($arr){   $n = count($arr);   for($i=1;$i<$n;$i++) { //冒泡的輪數(shù)(最多$n-1輪)     $flag = 0;  //是否發(fā)生位置交換的標(biāo)志     for($j=0;$j<$n-$i;$j++) { //每一輪冒泡(兩兩比較，大者后移)       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //前者大于后者，交換位置          $tmp = $arr[$j];          $arr[$j] = $arr[$j+1];          $arr[$j+1] = $tmp;          $flag = 1;       }     }     if($flag == 0) {  //沒有發(fā)生位置交換，排序已完成       break;     }   }   return $arr;}

為了提高冒泡排序算法的效率，主要需要改進的地方有：

（1）減少冒泡的輪數(shù)：當(dāng)一輪冒泡排序中沒有發(fā)生位置交換時表示數(shù)組已排好序了，應(yīng)立即退出循環(huán)。

（2）減少每一輪比較的次數(shù)：對數(shù)組中已經(jīng)排好序的部分元素不再對它們進行比較。

2. 插入排序：

思路：假設(shè)數(shù)組前面的元素是排好序的，遍歷數(shù)組后面的元素，在已排好序的元素隊列中找到合適的位置，插入其中。

function insertSort($arr){   $n = count($arr);   for($i=1;$i<$n;$i++) { //從第二個元素開始插入     for($j=$i-1;$j>=0;$j--) { //與前面的數(shù)比較，找到插入的位置       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //比前面的數(shù)小，交換位置          $tmp = $arr[$j];          $arr[$j] = $arr[$j+1];          $arr[$j+1] = $tmp;       } else { //大于或等于前面的數(shù)，表示已找到插入的位置          break;       }     }   }   return $arr;}

3. 選擇排序：

思路：進行多次選擇，每次選出最大元素放入指定位置。

function selectSort($arr){   $n = count($arr);   for($i=$n-1;$i>0;$i--) { //選擇排序的輪數(shù)($n-1輪)     $pos = $i; //假設(shè)最大元素的位置     for($j=0;$j<$i;$j++) { //每一輪：從未選擇過的元素中選擇最大的數(shù)       if($arr[$j] > $arr[$pos]) { //所在位置元素比目前最大元素大，標(biāo)志其位置          $pos = $j;       }     }     if($pos != $i) { //將最大元素放入指定的位置       $tmp = $arr[$pos];       $arr[$pos] = $arr[$i];       $arr[$i] = $tmp;     }   }   return $arr;}

4. 快速排序：

思路：遞歸算法。先選擇數(shù)組的第一個元素作為標(biāo)準(zhǔn)，然后把小于或等于它和大于它的數(shù)分別放入兩個數(shù)組中，對這兩個數(shù)組也進行相同的處理，最后合并這兩個數(shù)組和第一個元素。

function quickSort($arr){   $n = count($arr);   if($n <= 1) { //若數(shù)組只有一個元素，直接返回     return $arr;   }   $largeArr = array(); //存放大數(shù)  $smallArr = array(); //存放小數(shù)   $cur = $arr[0];  //分類基數(shù)   for($i=1;$i<$n;$i++) { //遍歷數(shù)組元素，對每個元素進行歸類     if($arr[$i] > $cur) {       $largeArr[] = $arr[$i];     } else {       $smallArr[] = $arr[$i];     }   }   //分別對大數(shù)組和小數(shù)組進行相同的處理   $smallArr = quickSort($smallArr);   $largeArr = quickSort($largeArr);   //合并小數(shù)組、分類基數(shù)和大數(shù)組   return array_merge($smallArr,array($cur),$largeArr);}

各個排序算法的時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度：

排序算法	最好時間分析	最差時間分析	平均時間復(fù)雜度	穩(wěn)定度	空間復(fù)雜度
冒泡排序	O(n)	O(n²)	O(n²)	穩(wěn)定	O(1)
插入排序	O(n)	O(n²)	O(n²)	穩(wěn)定	O(1)
選擇排序	O(n²)	O(n²)	O(n²)	穩(wěn)定	O(1)
快速排序	O(nlog₂n)	O(n²)	O(nlog₂n)	不穩(wěn)定	O(log₂n)~O(n)