PHP四种基础算法详解

需求:分别用 冒泡排序法,快速排序法,选择排序法,插入排序法将下面数组中 的值按照从小到的顺序进行排序。

$arr = [11,3,56,62,21,66,32,78,36,76,39,88,34];

1、冒泡排序法

介绍:

冒泡排序(Bubble Sort,台湾译为:泡沫排序或气泡排序)是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,依次比较两个元素,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。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。

步骤:

(1)比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个。
(2)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。
(3)针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个。
(4)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。

具体代码:
function bubbleSort ($arr){
    //该层循环控制 需要冒泡的轮数
    for($i = 1,$len = count($arr);$i < $len;$i++){
    //该层循环用来控制每轮 冒出一个数 需要比较的次数
        for($j = 0;$j < $len-$i;$j++){
            if($arr[$j] > $arr[$j+1]){
                $temp = $arr[$j];
                $arr[$j+1] = $arr[$j];
                $arr[$j] = $temp;
            }
        }
    }
    return $arr;
}

2、选择排序法

介绍:

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素,存放到排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素,然后放到排序序列末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

具体代码:
//实现思路 双重循环完成,外层控制轮数,当前的最小值。内层 控制的比较次数
function selectSort($arr){
    for($i = 0,$len = count($arr);$i < $len-1;$i++){
        //先假设最小的值的位置
        $q = $i;
        //$j 当前都需要和哪些元素比较($i 后边的)。
        for($j = $i+1;$j < $len;$j++){
            //$arr[$q] 是当前已知的最小值
            if($arr[$q] > $arr[$j]){
                //比较,发现更小的,记录下最小值的位置;并且在下次比较时,应该采用已知的最小值进行比较。
                $q = $j;
            }
        }
        //已经确定了当前的最小值的位置,保存到了$p中。
        //如果发现 最小值的位置与当前假设的位置$i不同,则位置互换即可
        if($q != $i){
            $temp = $arr[$q];
            $arr[$q] = $arr[$i];
            $arr[$i] = $temp;
        }
    }
    return $arr;
}

3、插入排序法

介绍:

插入排序(Insertion Sort)的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。插入排序在实现上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的额外空间的排序),因而在从后向前扫描过程中,需要反复把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。

步骤:

(1)从第一个元素开始,该元素可以认为已经被排序
(2)取出下一个元素,在已经排序的元素序列中从后向前扫描
(3)如果该元素(已排序)大于新元素,将该元素移到下一位置
(4)重复步骤3,直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
(5)将新元素插入到该位置中
(6)重复步骤2

具体代码:
function insertSort($arr){
    for($i = 1,$len = count($arr);$i < $len;$i++){
        //获得当前需要比较的元素值。
        $tmp = $arr[$i];
        //内层循环控制,比较并插入
        for($j = $i-1;$j >= 0;$j--){
            //$tmp;//需要插入的元素; $arr[$j];//需要比较的元素
            if($arr[$j] > $tmp){
                //发现插入的元素要小,交换位置
                $arr[$j+1] = $arr[$j];
                //将前面的数设置为当前需要交换的数
                $arr[$j] = $tmp;
            }
        }
    }
    return $arr;
}

4、快速排序法

介绍:

快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下,排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较,但这种状况并不常见。事实上,快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快,因为它的内部循环(inner loop)可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来,且在大部分真实世界的数据,可以决定设计的选择,减少所需时间的二次方项之可能性。

步骤:

从数列中挑出一个元素,称为 “基准”(pivot),
重新排序数列,所有元素比基准值小的摆放在基准前面,所有元素比基准值大的摆在基准的后面(相同的数可以到任一边)。在这个分区退出之后,该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区(partition)操作。
递归地(recursive)把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

具体代码:
function quickSort($arr){
    //判断参数是否是一个数组
    if(!is_array($arr)) return false;
    //递归出口:数组长度为1,直接返回数组
    $len=count($arr);
    if($len <= 1) return $arr;
    //数组元素有多个,则定义两个空数组
    $left = $right = [];
    //使用for循环进行遍历,把第一个元素当做比较的对象
    for($i = 1;$i < $len;$i++){
        //判断当前元素的大小
        if($arr[$i] > $arr[0]){
            $right[] = $arr[$i];
        }else{
            $left[] = $arr[$i];
        }
    }
    //递归调用
    $left = quickSort($left);
    $right = quickSort($right);
    //将所有的结果合并
    return array_mercy($left,[$arr[0]],$right);
}
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