本文要解决的问题
1、找出
Array.prototype.sort
使用的什么排序算法2、用一种直观的方式展示
Array.prototype.sort
的时间复杂度,看看它有多快?3、实际开发中要注意的问题
Array.prototype.sort
各浏览器的算法实现
看完上面三个规范中 Array.prototype.sort
部分,我们会发现 ECMAScript
不同版本规范对 Array.prototype.sort
的定义中没有要求用什么样的排序方式实现 sort()
方法,也没有要求是否要采用稳定排序算法(下文会解释什么是稳定排序算法)。
因此各浏览器都给出自己的实现方式:
表格内容部分来自于维基百科
浏览器 | 使用的 JavaScript 引擎 | 排序算法 | 源码地址 |
---|---|---|---|
Google Chrome | V8 | 插入排序和快速排序 | sort 源码实现 |
Mozilla Firefox | SpiderMonkey | 归并排序 | sort 源码实现 |
Safari | Nitro(JavaScriptCore ) | 归并排序和桶排序 | sort 源码实现 |
Microsoft Edge 和 IE(9+) | Chakra | 快速排序 | sort 源码实现 |
源码分析
V8
引擎的一段注释
// In-place QuickSort algorithm.
// For short (length <= 10) arrays, insertion sort is used for efficiency.
Google Chrome
对 sort
做了特殊处理,对于长度 <= 10
的数组使用的是插入排序(稳定排序算法) ,>10
的数组使用的是快速排序。快速排序是不稳定的排序算法。
但是很明显比我们常见的快速排序要复杂得多,不过核心算法还是快速排序。算法复杂的原因在于 v8
出于性能考虑进行了很多优化。
再看 safari
Nitro
引擎的一段代码
if (typeof comparator == "function")
comparatorSort(array, length, comparator);
else if (comparator === null || comparator === @undefined)
stringSort(array, length);
省略....
function stringSort(array, length)
{
var valueCount = compact(array, length);
var strings = @newArrayWithSize(valueCount);
for (var i = 0; i < valueCount; ++i)
strings[i] = { string: @toString(array[i]), value: array[i] };
bucketSort(array, 0, strings, 0);
}
省略....
function comparatorSort(array, length, comparator)
{
var valueCount = compact(array, length);
mergeSort(array, valueCount, comparator);
}
默认使用的桶排序,如果 sort
传入的自定义函数作为参数,就是用归并排序(稳定排序算法)
Firefox
源码就不贴了,上面的表格有源码地址,使用的稳定排序算法 — 归并算法。Microsoft Edge
和 IE(9+)
使用的不稳定排序算法 - 快速排序。
但是 IE(6、7、8)使用的稳定算法。
各种算法的对比
排序类型 | 平均情况 | 最好情况 | 最坏情况 | 辅助空间 | 稳定性 | |
---|---|---|---|---|---|---|
快速排序 | O(nlogn) | O(nlogn) | O(n²) | O(nlogn) | 不稳定 | |
归并排序 | O(nlogn) | O(nlogn) | O(nlogn) | O(n) | 稳定 | |
插入排序 | O(n²) | O(n) | O(n²) | O(1) | 稳定 | |
桶排序 | O(n+k) | O(n+k) | O(n²) | O(n+k) | (不)稳定 |
注: 桶排序的稳定性取决于桶内排序的稳定性, 因此其稳定性不确定。
算法时间复杂度
在进行算法分析时,语句总的执行次数T(n)是关于问题规模n的函数,
进而分析T(n)随着n的变化情况并确定T(n)的数量级。
算法的时间复杂度,也就是算法的时间度量,记作:T(n)=O(f(n))。
它表示随问题规模n的增大,算法执行时间的增长率和f(n)的增长率相同,
称作算法的时间复杂度,简称为时间复杂度。
其中f(n)是问题规模n的某个函数。
常用的时间复杂度所耗费的时间从小到大依次是
O(1) < O(logn) < O(n) < O(nlogn) < O(n²) < O(n³) < O(2^n) < O(n!) < O(n^n)
算法的时间复杂度与运行时间有一些常见的比例关系 查看图表来源
复杂度 | 10 | 20 | 50 | 100 | 1,000 | 10,000 | 100,000 | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
O(1) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | |
O(log(n)) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | |
O(n) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | |
O(n*log(n)) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | |
O(n²) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | 2 s | 3-4 min | |
O(n³) | < 1s | < 1s | < 1s | < 1s | 20 s | 5 hours | 231 days | |
O(2^n) | < 1s | < 1s | 260 days | hangs | hangs | hangs | hangs | |
O(n!) | < 1s | hangs | hangs | hangs | hangs | hangs | hangs | |
O(n^n) | 3-4 min | hangs | hangs | hangs | hangs | hangs | hangs |
维基百科关于算法稳定性的解释
当相等的元素是无法分辨的,比如像是整数,稳定性并不是一个问题。然而,假设以下的数对将要以他们的第一个数字来排序。
(4, 1) (3, 1) (3, 7)(5, 6)
在这个状况下,有可能产生两种不同的结果,一个是让相等键值的纪录维持相对的次序,而另外一个则没有:
(3, 1) (3, 7) (4, 1) (5, 6) (维持次序)
(3, 7) (3, 1) (4, 1) (5, 6) (次序被改变)
想看自己浏览器排序算法的稳定性? 点我
各种排序算法实现有多快?
我们先通过这个在线网站大体测试一下
对一个有 10000 个元素的数组,快速排序 > 归并排序 >>> 插入排序
而且插入排序大于 1s 了。
对于一个只有 10 个元素的数组,插入排序 > 快速排序
这也说明了为什么 chrome
在小于等于 10 个元素的小数组使用插入排序的原因了。
浏览器的实现不同有什么影响
排序算法不稳定有什么影响
举个例子:
某市的机动车牌照拍卖系统,最终中标的规则为:
1、按价格进行倒排序;
2、相同价格则按照竞标顺位(即价格提交时间)进行正排序。
排序若是在前端进行,那么采用快速排序的浏览器中显示的中标者很可能是不符合预期的。
解决办法
Array.prototype.sort 在不同浏览器中的差异和解决办法
大体的思路就是,自己写一个稳定的排序函数,以保持各浏览器的一致性。
工具
扩展阅读
1、快速排序(Quicksort)的Javascript实现
2、JS中可能用得到的全部的排序算法
3、7 种常用的排序算法-可视化
4、深入了解javascript的sort方法
5、JavaScript 排序算法汇总
**粗体** _斜体_ [链接](http://example.com) `代码` - 列表 > 引用
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