算法系列——JavaScript快速排序思想实现

原理

快速排序离不开递归的思想，你如果不了解递归，可以结合我另外一篇文章来学习 算法入门之递归分而治之思想的实现

网上有有趣的动态图来表示快速排序，但其实我们大部分程序员都是脑子不太好使那种，即使看了形象生动的动态图，还是想不到具体实现思路。

排序都有基本的步骤，快排也不例外，通常分为这么几步：

1、选择基准值；

2、需要2个空数组，分别位于基准值的左边和右边，小于基准值的push到左边的数组，大于基准值的push到右边的数组；

3、递归重复上面的步骤。

具体思路分析

原始数组	[2, 4, 1, 5, 3, 1]
找基准值 base	末尾元素1
拆分	left [1] <- [base] -> [2, 4, 5, 3] right
递归	对left和right的数组重复第一步找新的基准值
模拟递归1	[1], [1], [2] <- [3] -> [4, 5]
模拟递归2	[1], [1], [2], [3], [4] <- [5] -> []
递归结束，合并数组	[...[1], ...[1], ...[2], ...[3], ...[4], ...[5]]

这个表格模拟快速排序的具体步骤，递归是将一种规律重复执行N次的操作，我们找到快速排序的规律，然后return 递归，当递归到数组为1个元素时，不再递归，因为只剩一个元素的数组不需要再比较了。

JavaScript源码实现快速排序

理论理解起来很容易，但经常是实际写代码，无从下手，下面是我根据快排的步骤实现的递归快速排序。qSort函数不复杂，他表示执行一次找基准值并且遍历比较的过程，而你可能不太理解的是函数最后面的return。

return [...qSort(left), ...[base], ...qSort(right)]

将这个return拆分开来看。

1、返回值应该是个数组 。

return []

2、合并第一次快速排序的left，base，right数组。接着就交给递归去执行左边和右边数组的排序。

return [qSort(left), [base], qSort(right)]

3、因为qSort返回的是数组，不是数组元素，所以需要用ES6语法...来散列开。

完整代码：

function qSort(arr) {
  //声明并初始化左边的数组和右边的数组
  var left = [], right = []
  //使用数组最后一个元素作为基准值
  var base = arr[arr.length - 1]
  //当数组长度只有1或者为空时，直接返回数组，不需要排序
  if(arr.length <= 1) return arr
  
  //进行遍历
  for(var i = 0, len = arr.length; i < len - 1; i++) {
    if(arr[i] <= base) {
    //如果小于基准值，push到左边的数组
      left.push(arr[i])
    } else {
    //如果大于基准值，push到右边的数组
      right.push(arr[i])
    }
  }
  //递归并且合并数组元素
  return [...qSort(left), ...[base], ...qSort(right)]
}
const arr = [2, 4, 1, 5, 3, 1]
const s = qSort(arr)

console.log(s) // [1, 1, 2, 3, 4, 5]

时间复杂度

快速排序的平均时间复杂度是O(nlogn)，最差情况是O(n²)。