diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/bubble_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/bubble_sort.js new file mode 100644 index 000000000..270565c13 --- /dev/null +++ b/codes/javascript/chapter_sorting/bubble_sort.js @@ -0,0 +1,49 @@ +/** + * File: quick_sort.js + * Created Time: 2022-12-01 + * Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com) + */ + +/* 冒泡排序 */ +function bubbleSort(nums) { + // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1 + for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) { + // 内循环：冒泡操作 + for (let j = 0; j < i; j++) { + if (nums[j] > nums[j + 1]) { + // 交换 nums[j] 与 nums[j + 1] + let tmp = nums[j]; + nums[j] = nums[j + 1]; + nums[j + 1] = tmp; + } + } + } +} + +/* 冒泡排序（标志优化）*/ +function bubbleSortWithFlag(nums) { + // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1 + for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) { + let flag = false; // 初始化标志位 + // 内循环：冒泡操作 + for (let j = 0; j < i; j++) { + if (nums[j] > nums[j + 1]) { + // 交换 nums[j] 与 nums[j + 1] + let tmp = nums[j]; + nums[j] = nums[j + 1]; + nums[j + 1] = tmp; + flag = true; // 记录交换元素 + } + } + if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素，直接跳出 + } +} + +/* Driver Code */ +var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2] +bubbleSort(nums) +console.log("排序后数组 nums =", nums) + +var nums1 = [4, 1, 3, 1, 5, 2] +bubbleSortWithFlag(nums1) +console.log("排序后数组 nums =", nums1) \ No newline at end of file diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/insertion_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/insertion_sort.js new file mode 100644 index 000000000..2ba715597 --- /dev/null +++ b/codes/javascript/chapter_sorting/insertion_sort.js @@ -0,0 +1,24 @@ +/** + * File: quick_sort.js + * Created Time: 2022-12-01 + * Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com) + */ + +/* 插入排序 */ +function insertionSort(nums) { + // 外循环：base = nums[1], nums[2], ..., nums[n-1] + for (let i = 1; i < nums.length; i++) { + let base = nums[i], j = i - 1; + // 内循环：将 base 插入到左边的正确位置 + while (j >= 0 && nums[j] > base) { + nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位 + j--; + } + nums[j + 1] = base; // 2. 将 base 赋值到正确位置 + } +} + +/* Driver Code */ +var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2] +insertionSort(nums) +console.log("排序后数组 nums = ", nums) \ No newline at end of file diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js new file mode 100644 index 000000000..635cc1d36 --- /dev/null +++ b/codes/javascript/chapter_sorting/merge_sort.js @@ -0,0 +1,51 @@ +/** + * File: quick_sort.js + * Created Time: 2022-12-01 + * Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com) + */ + +/** +* 合并左子数组和右子数组 +* 左子数组区间 [left, mid] +* 右子数组区间 [mid + 1, right] +*/ +function merge(nums, left, mid, right) { + // 初始化辅助数组 + let tmp = nums.slice(left, right + 1); + // 左子数组的起始索引和结束索引 + let leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; + // 右子数组的起始索引和结束索引 + let rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; + // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 + let i = leftStart, j = rightStart; + // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 + for (let k = left; k <= right; k++) { + // 若 “左子数组已全部合并完”，则选取右子数组元素，并且 j++ + if (i > leftEnd) { + nums[k] = tmp[j++]; + // 否则，若 “右子数组已全部合并完” 或 “左子数组元素 < 右子数组元素”，则选取左子数组元素，并且 i++ + } else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) { + nums[k] = tmp[i++]; + // 否则，若 “左子数组元素 > 右子数组元素”，则选取右子数组元素，并且 j++ + } else { + nums[k] = tmp[j++]; + } + } +} + +/* 归并排序 */ +function mergeSort(nums, left, right) { + // 终止条件 + if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归 + // 划分阶段 + let mid = Math.floor((left + right) / 2); // 计算中点 + mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组 + mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组 + // 合并阶段 + merge(nums, left, mid, right); +} + +/* Driver Code */ +var nums = [ 7, 3, 2, 6, 0, 1, 5, 4 ] +mergeSort(nums, 0, nums.length - 1) +console.log("归并排序完成后 nums =", nums) \ No newline at end of file diff --git a/codes/javascript/chapter_sorting/quick_sort.js b/codes/javascript/chapter_sorting/quick_sort.js new file mode 100644 index 000000000..405bf7621 --- /dev/null +++ b/codes/javascript/chapter_sorting/quick_sort.js @@ -0,0 +1,157 @@ +/** + * File: quick_sort.js + * Created Time: 2022-12-01 + * Author: IsChristina (christinaxia77@foxmail.com) + */ + +/* 快速排序类 */ +class QuickSort { + /* 元素交换 */ + swap(nums, i, j) { + let tmp = nums[i] + nums[i] = nums[j] + nums[j] = tmp + } + + /* 哨兵划分 */ + partition(nums, left, right){ + // 以 nums[left] 作为基准数 + let i = left, j = right + while(i < j){ + while(i < j && nums[j] >= nums[left]){ + j -= 1 // 从右向左找首个小于基准数的元素 + } + while(i < j && nums[i] <= nums[left]){ + i += 1 // 从左向右找首个大于基准数的元素 + } + // 元素交换 + this.swap(nums, i, j) // 交换这两个元素 + } + this.swap(nums, i, left) // 将基准数交换至两子数组的分界线 + return i // 返回基准数的索引 + } + + /* 快速排序 */ + quickSort(nums, left, right){ + // 子数组长度为 1 时终止递归 + if(left >= right) return + // 哨兵划分 + const pivot = this.partition(nums, left, right) + // 递归左子数组、右子数组 + this.quickSort(nums, left, pivot - 1) + this.quickSort(nums, pivot + 1, right) + } +} + +/* 快速排序类（中位基准数优化） */ +class QuickSortMedian { + /* 元素交换 */ + swap(nums, i, j) { + let tmp = nums[i] + nums[i] = nums[j] + nums[j] = tmp + } + + /* 选取三个元素的中位数 */ + medianThree(nums, left, mid, right) { + // 使用了异或操作来简化代码 + // 异或规则为 0 ^ 0 = 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1 + if ((nums[left] > nums[mid]) ^ (nums[left] > nums[right])) + return left; + else if ((nums[mid] < nums[left]) ^ (nums[mid] < nums[right])) + return mid; + else + return right; + } + + /* 哨兵划分（三数取中值） */ + partition(nums, left, right) { + // 选取三个候选元素的中位数 + let med = this.medianThree(nums, left, Math.floor((left + right) / 2), right); + // 将中位数交换至数组最左端 + this.swap(nums, left, med); + // 以 nums[left] 作为基准数 + let i = left, j = right; + while (i < j) { + while (i < j && nums[j] >= nums[left]) + j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素 + while (i < j && nums[i] <= nums[left]) + i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素 + this.swap(nums, i, j); // 交换这两个元素 + } + this.swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线 + return i; // 返回基准数的索引 + } + + /* 快速排序 */ + quickSort(nums, left, right) { + // 子数组长度为 1 时终止递归 + if (left >= right) return; + // 哨兵划分 + const pivot = this.partition(nums, left, right); + // 递归左子数组、右子数组 + this.quickSort(nums, left, pivot - 1); + this.quickSort(nums, pivot + 1, right); + } +} + +/* 快速排序类（尾递归优化） */ +class QuickSortTailCall { + /* 元素交换 */ + swap(nums, i, j) { + let tmp = nums[i] + nums[i] = nums[j] + nums[j] = tmp + } + + /* 哨兵划分 */ + partition(nums, left, right) { + // 以 nums[left] 作为基准数 + let i = left, j = right; + while (i < j) { + while (i < j && nums[j] >= nums[left]) + j--; // 从右向左找首个小于基准数的元素 + while (i < j && nums[i] <= nums[left]) + i++; // 从左向右找首个大于基准数的元素 + this.swap(nums, i, j); // 交换这两个元素 + } + this.swap(nums, i, left); // 将基准数交换至两子数组的分界线 + return i; // 返回基准数的索引 + } + + /* 快速排序（尾递归优化） */ + quickSort(nums, left, right) { + // 子数组长度为 1 时终止 + while (left < right) { + // 哨兵划分操作 + let pivot = this.partition(nums, left, right); + // 对两个子数组中较短的那个执行快排 + if (pivot - left < right - pivot) { + this.quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组 + left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right] + } else { + this.quickSort(nums, pivot + 1, right); // 递归排序右子数组 + right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1] + } + } + } +} + +/* Driver Code */ +/* 快速排序 */ +var nums = [4, 1, 3, 1, 5, 2] +var quickSort = new QuickSort() +quickSort.quickSort(nums, 0, nums.length - 1) +console.log("快速排序完成后 nums =", nums) + +/* 快速排序（中位基准数优化） */ +nums1 = [4, 1, 3, 1, 5,2] +var quickSortMedian = new QuickSort() +quickSortMedian.quickSort(nums1, 0, nums1.length - 1) +console.log("快速排序（中位基准数优化）完成后 nums =", nums1) + +/* 快速排序（尾递归优化） */ +nums2 = [4, 1, 3, 1, 5, 2] +var quickSortTailCall = new QuickSort() +quickSortTailCall.quickSort(nums2, 0, nums2.length - 1) +console.log("快速排序（尾递归优化）完成后 nums =", nums2) diff --git a/docs/chapter_sorting/bubble_sort.md b/docs/chapter_sorting/bubble_sort.md index 3f35ea11f..fe1d07140 100644 --- a/docs/chapter_sorting/bubble_sort.md +++ b/docs/chapter_sorting/bubble_sort.md @@ -73,6 +73,27 @@ comments: true } } ``` + +=== "JavaScript" + + ```js title="bubble_sort.js" + /* 冒泡排序 */ + function bubbleSort(nums) { + // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1 + for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) { + // 内循环：冒泡操作 + for (let j = 0; j < i; j++) { + if (nums[j] > nums[j + 1]) { + // 交换 nums[j] 与 nums[j + 1] + let tmp = nums[j]; + nums[j] = nums[j + 1]; + nums[j + 1] = tmp; + } + } + } + } + ``` + === "C++" ```cpp title="bubble_sort.cpp" @@ -149,6 +170,29 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="bubble_sort.js" + /* 冒泡排序（标志优化）*/ + function bubbleSortWithFlag(nums) { + // 外循环：待排序元素数量为 n-1, n-2, ..., 1 + for (let i = nums.length - 1; i > 0; i--) { + let flag = false; // 初始化标志位 + // 内循环：冒泡操作 + for (let j = 0; j < i; j++) { + if (nums[j] > nums[j + 1]) { + // 交换 nums[j] 与 nums[j + 1] + let tmp = nums[j]; + nums[j] = nums[j + 1]; + nums[j + 1] = tmp; + flag = true; // 记录交换元素 + } + } + if (!flag) break; // 此轮冒泡未交换任何元素，直接跳出 + } + } + ``` + === "C++" ```cpp title="bubble_sort.cpp" diff --git a/docs/chapter_sorting/insertion_sort.md b/docs/chapter_sorting/insertion_sort.md index c9563fc0e..e220c2e0e 100644 --- a/docs/chapter_sorting/insertion_sort.md +++ b/docs/chapter_sorting/insertion_sort.md @@ -42,6 +42,24 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="insertion_sort.js" + /* 插入排序 */ + function insertionSort(nums) { + // 外循环：base = nums[1], nums[2], ..., nums[n-1] + for (let i = 1; i < nums.length; i++) { + let base = nums[i], j = i - 1; + // 内循环：将 base 插入到左边的正确位置 + while (j >= 0 && nums[j] > base) { + nums[j + 1] = nums[j]; // 1. 将 nums[j] 向右移动一位 + j--; + } + nums[j + 1] = base; // 2. 将 base 赋值到正确位置 + } + } + ``` + === "C++" ```cpp title="insertion_sort.cpp" diff --git a/docs/chapter_sorting/merge_sort.md b/docs/chapter_sorting/merge_sort.md index 00df17722..58a48c25c 100644 --- a/docs/chapter_sorting/merge_sort.md +++ b/docs/chapter_sorting/merge_sort.md @@ -103,6 +103,51 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="merge_sort.js" + /** + * 合并左子数组和右子数组 + * 左子数组区间 [left, mid] + * 右子数组区间 [mid + 1, right] + */ + function merge(nums, left, mid, right) { + // 初始化辅助数组 + let tmp = nums.slice(left, right + 1); + // 左子数组的起始索引和结束索引 + let leftStart = left - left, leftEnd = mid - left; + // 右子数组的起始索引和结束索引 + let rightStart = mid + 1 - left, rightEnd = right - left; + // i, j 分别指向左子数组、右子数组的首元素 + let i = leftStart, j = rightStart; + // 通过覆盖原数组 nums 来合并左子数组和右子数组 + for (let k = left; k <= right; k++) { + // 若 “左子数组已全部合并完”，则选取右子数组元素，并且 j++ + if (i > leftEnd) { + nums[k] = tmp[j++]; + // 否则，若 “右子数组已全部合并完” 或 “左子数组元素 < 右子数组元素”，则选取左子数组元素，并且 i++ + } else if (j > rightEnd || tmp[i] <= tmp[j]) { + nums[k] = tmp[i++]; + // 否则，若 “左子数组元素 > 右子数组元素”，则选取右子数组元素，并且 j++ + } else { + nums[k] = tmp[j++]; + } + } + } + + /* 归并排序 */ + function mergeSort(nums, left, right) { + // 终止条件 + if (left >= right) return; // 当子数组长度为 1 时终止递归 + // 划分阶段 + let mid = Math.floor((left + right) / 2); // 计算中点 + mergeSort(nums, left, mid); // 递归左子数组 + mergeSort(nums, mid + 1, right); // 递归右子数组 + // 合并阶段 + merge(nums, left, mid, right); + } + ``` + === "C++" ```cpp title="merge_sort.cpp" diff --git a/docs/chapter_sorting/quick_sort.md b/docs/chapter_sorting/quick_sort.md index c9488f1d1..a0df18e7b 100644 --- a/docs/chapter_sorting/quick_sort.md +++ b/docs/chapter_sorting/quick_sort.md @@ -61,6 +61,35 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ``` js title="quick_sort.js" + /* 元素交换 */ + function swap(nums, i, j) { + let tmp = nums[i] + nums[i] = nums[j] + nums[j] = tmp + } + + /* 哨兵划分 */ + function partition(nums, left, right){ + // 以 nums[left] 作为基准数 + let i = left, j = right + while(i < j){ + while(i < j && nums[j] >= nums[left]){ + j -= 1 // 从右向左找首个小于基准数的元素 + } + while(i < j && nums[i] <= nums[left]){ + i += 1 // 从左向右找首个大于基准数的元素 + } + // 元素交换 + swap(nums, i, j) // 交换这两个元素 + } + swap(nums, i, left) // 将基准数交换至两子数组的分界线 + return i // 返回基准数的索引 + } + ``` + === "C++" ```cpp title="quick_sort.cpp" @@ -138,6 +167,21 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="quick_sort.js" + /* 快速排序 */ + function quickSort(nums, left, right){ + // 子数组长度为 1 时终止递归 + if(left >= right) return + // 哨兵划分 + const pivot = partition(nums, left, right) + // 递归左子数组、右子数组 + quick_sort(nums, left, pivot - 1) + quick_sort(nums, pivot + 1, right) + } + ``` + === "C++" ```cpp title="quick_sort.cpp" @@ -225,6 +269,32 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="quick_sort.js" + /* 选取三个元素的中位数 */ + function medianThree(nums, left, mid, right) { + // 使用了异或操作来简化代码 + // 异或规则为 0 ^ 0 = 1 ^ 1 = 0, 0 ^ 1 = 1 ^ 0 = 1 + if ((nums[left] > nums[mid]) ^ (nums[left] > nums[right])) + return left; + else if ((nums[mid] < nums[left]) ^ (nums[mid] < nums[right])) + return mid; + else + return right; + } + + /* 哨兵划分（三数取中值） */ + function partition(nums, left, right) { + // 选取三个候选元素的中位数 + let med = medianThree(nums, left, Math.floor((left + right) / 2), right); + // 将中位数交换至数组最左端 + swap(nums, left, med); + // 以 nums[left] 作为基准数 + // 下同省略... + } + ``` + === "C++" ```cpp title="quick_sort.cpp" @@ -301,6 +371,27 @@ comments: true } ``` +=== "JavaScript" + + ```js title="quick_sort.js" + /* 快速排序（尾递归优化） */ + quickSort(nums, left, right) { + // 子数组长度为 1 时终止 + while (left < right) { + // 哨兵划分操作 + let pivot = partition(nums, left, right); + // 对两个子数组中较短的那个执行快排 + if (pivot - left < right - pivot) { + quickSort(nums, left, pivot - 1); // 递归排序左子数组 + left = pivot + 1; // 剩余待排序区间为 [pivot + 1, right] + } else { + quickSort(nums, pivot + 1, right); // 递归排序右子数组 + right = pivot - 1; // 剩余待排序区间为 [left, pivot - 1] + } + } + } + ``` + === "C++" ```cpp title="quick_sort.cpp"