【前端算法入门】快速排序

背景

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以前不写技术博客，但写文章，写段子，深刻体会过“写”的妙处。 写博客，不止是分享的过程，更不是单纯的记录，它还有个特殊功效，就是产生更多细致具体的思考。思维在脑海中是完全自由的，但落笔时，它受到约束，你必须让自己有理有据。所以很多思维上的小漏洞，会在写出来时暴露，而新的想法，也可能会在落笔的时候促生。这是妙处。

因此，开个小系列，写技术博客。这是缘由。

简单介绍

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这个小系列，主要练习一些基础算法，从排序、查找开始，中后期会有一些数图，最短路径都常见算法。本人是前端程序员，所以目的旨在掌握常见算法，更多的高能，暂时不打算深入，因为时间有限，还要腾出时间去了解学习前端庞大繁杂的生态。

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至于身为前端为什么搞算法？

首先基础算法掌握一下，是CS毕业生对自己的基本要求。

再者算法玩起来，会对自己有个提醒，做程序员，一定要玩出脑力工作，而不是舒适地保持在体力工作。算法用作锻炼逻辑思维。

再功利一点，面试的时候，会派上用场，多少前端高手折在了手写二分上面？遗憾。

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本系列的代码，除了会摘取关键部分贴到博文中之外，所有代码均会放在一个仓库内，托管到github。算法部分以用typescript进行编写，正好同时学习ts，用karam + mocha + chai 编写测试，（现在还没建好,地址可能是[e-mail]:qixman/An-algorithm-a-day）。有兴趣的，可以clone下来，也欢迎把意见、建议，以issue形式提出。也欢迎拍砖，雷霆雨露，俱是君恩。

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快速排序

快速排序，它的主要逻辑是，把待排序的序列，以某个元素为基准K（具体是哪个？无所谓，但一般会选择第一个元素），将序列分成两个部分，A部分全部大于这个基准，B部分全部小于这个基准。如果你把A,B部分都作为一个整体，那么现在你得到的就是一个有序序列。A < K < B。

不过暂时还没结束，因为A,B内部，还没有得到排序。怎么办？对A,B再进行上述操作。

没错，这里就是要用一个递归。

递归是一个非常有趣的概念。我记得在我刚刚学习编程时，深深地为这种思维模式的能力吸引，因为相比于一步一步推算公式得出结果，这种方式充满了智能和自动化。

这里不讲递归定义， 它大概的样子，其实就是一个调用它自身的方式，来处理问题。由此可以看出，它非常适合那种在处理数据时，有循环逻辑的情况。比如上述的快排，它的循环操作就是，不断将一个序列，分化成 A < K < B 的模式（如果是降序，则 A > K > B）。而这个循环操作就是递归的主体部分。

不断调用自身，会陷入死循环。因此只有主体是不够的，递归的另一个部分，就是终止条件，这个很关键。还是以快排为例。主体操作是将一个序列处理成 A < K < B, 但如果接受到的是一个只有1个元素的序列，或空序列，那么继续下去就毫无意义。此时就是递归在当前分支终止的最佳时机。请注意，这里点亮了当前分支，因为递归很可能沿着多条路径递归，比如本次快排，子节点会像二叉树一样向外发散（这也是递归会产生性能问题的原因，时间复杂度会上升到指数级别）。因此当终止条件结束递归的时候，它可能只是终止了当前分支的递归，而整体部分，仍在继续运转。

这里对递归进行了科普，大家也能发现，在科普递归的时候，实际上快速排序的思路，已经很全面的进行了分析。那么代码就比较容易了。

最终代码如下：

export default function quickSort(arr: number[], isAscending: boolean): number[] {

    if (1 === arr.length) return arr;
    if (0 === arr.length) return [];

    let small: number[] = [];
    let big: number[] = [];
    let equal: number[] = [];
    let key = arr[0];

    for (let i: number = 0; i < arr.length; i++) {
        if (arr[i] < key) {
            small.push(arr[i]);
        } else if (arr[i] > key) {
            big.push(arr[i]);
        } else {
            equal.push(arr[i]);
        }
    }

    if (isAscending) {
       return [].concat(quickSort(small, isAscending), equal, quickSort(big, isAscending));
    }
    return [].concat(quickSort(big, isAscending), equal, quickSort(small, isAscending));
}

测试用例如下

var quickSort = require('../dist/quicksort.js').default;
var assert = require('chai').assert;

describe('quickSort', () => {
    it("should return sorted array.", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([3, 4, 2, 1, 5], true), [1, 2, 3, 4, 5]);
    });
    it("has only one number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([1], true), [1]);
    });
    it("has no number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([], true), []);
    });
    it("should repeating number", () => {
        assert.deepEqual(quickSort([3,1,2,2,2], true), [1,2,2,2,3]);
    });
});