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算法PHP实现经典排序算法一

jiezi

一、冒泡排序

原理简介

冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单常见的排序算法。它通过遍历需要排序的数列，比较两个数值的大小，将顺序错误的两个数交换位置，完成排序。重复上述操作，直到没有可交换的数为止，达到整个数列排序的目的。

代码示例 

function bubbleSort(array $arr) : array
    {$len = count($arr);

        for ($i=0; $i<$len-1; $i++) {for ($j=0; $j< $len-1-$i;$j++) {if ($arr[$j] > $arr[$j+1]) {$tmp = $arr[$j];
                    $arr[$j] = $arr[$j+1];
                    $arr[$j+1] = $tmp;
                }
            }
        }

        return $arr;
    }

二、选择排序

原理简介

首先在未排序的数列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置
再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到已排序序列的末尾。
重复第二步，直到所有元素均排序完毕。
无论什么数列，使用选择排序，时间复杂度为 O(n²)

代码实现 

function selectionSort(array $arr) : array
    {$len = count($arr);

        for ($i = 0; $i < $len - 1; $i++) {
            $min_index = $i;
            for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {if ($arr[$j] < $arr[$min_index]) {$min_index = $j;}
            }
            $temp = $arr[$i];
            $arr[$i] = $arr[$min_index];
            $arr[$min_index] = $temp;
        }

        return $arr;
    }

三、插入排序

原理简介

插入排序类似于打斗地主时整理手牌顺序的操作，将未排序的数列从后往前，在已排序的数列中找到合适的位置插入，直到完成整个数列的排序。

代码示例 

function insertSort(array $arr): array
    {$len = count($arr);

        for ($i = 1; $i < $len; $i++) {
            $pre_index = $i - 1;
            $current = $arr[$i];
            while ($pre_index >= 0 && $arr[$pre_index] > $current) {$arr[$pre_index + 1] = $arr[$pre_index];
                $pre_index--;
            }

            $arr[$pre_index + 1] = $current;
        }

        return $arr;
    }

四、希尔排序

原理简介

希尔排序，又称为递减增量排序算法，是基于插入排序的更快速的排序算法。希尔排序的思想是是数组中任意间隔为 h 的元素都是有序的。一个 h 有序数数组就是 h 个相互独立的有序数组编织在一起，组成的一个数组。在这些子数组中直接进行插入排序，

代码示例 

function shellSort(array $arr): array
    {$len = count($arr);
        $tmp = 0;
        $gap = 1;
        while ($gap < $len / 3) {$gap = $gap * 3 + 1;}
        for (; $gap > 0; $gap = floor($gap / 3)) {for ($i = $gap; $i < $len; $i++) {$tmp = $arr[$i];
                for ($j = $i - $gap; $j >= 0 && $arr[$j] > $tmp; $j -= $gap) {$arr[$j+$gap] = $arr[$j];
                }
                $arr[$j+$gap] = $tmp;
            }
        }

        return $arr;
    }

五、归并排序

原理简介

归并排序，顾名思义就是将一个数组排序，可以先将它递归地分成两半分别排序，然后将结果归并起来。时间复杂度为 NlogN

代码示例 

function mergeSort(array $arr, $len = null): array
    {if ($len === null) {$len = count($arr);
        }

        if ($len <= 1) {return $arr;}

        //if len > 1 ,need cut into 2 part
        $mid = intdiv($len, 2); //php7 中可用, 其他版本 使用 intval($len/2)

        $left = array_slice($arr, 0, $mid);
        $right = array_slice($arr, $mid);

        $left = $this->mergeSort($left);
        $right = $this->mergeSort($right);

        $len_left = count($left);
        $len_right = count($right);
        $i = 0;
        $j = 0;
        $result = [];

        while ($i < $len_left || $j < $len_right) {if ($j == $len_right || ($left[$i] <= $right[$j] && $i < $len_left)) {$result[] = $left[$i];
                ++$i;
                continue;
            }

            if ($i == $len_left || $left[$i] > $right[$j]) {$result[] = $right[$j];
                ++$j;
                continue;
            }
        }

        return $result;
   }
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