PHP四种排序算法实现及效率分析【冒泡排序,插入排序,选择排序和快速排序】

网络编程 2024/11/19 佚名

3 2 1

本文实例讲述了PHP四种排序算法实现及效率分析。分享给大家供大家参考，具体如下：

PHP的四种基本排序算法为：冒泡排序、插入排序、选择排序和快速排序。

下面是我整理出来的算法代码：

1. 冒泡排序：

思路：对数组进行多轮冒泡，每一轮对数组中的元素两两比较，调整位置，冒出一个最大的数来。

//简单版：
function bubbleSort($arr)
{
   $n = count($arr);
   for($i=1;$i<$n;$i++) { //冒泡的轮数(最多$n-1轮)
     for($j=0;$j<$n-1;$j++) { //每一轮冒泡(两两比较，大者后移)
       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //前者大于后者，交换位置
          $tmp = $arr[$j];
          $arr[$j] = $arr[$j+1];
          $arr[$j+1] = $tmp;
       }
     }
   }
   return $arr;
}

//改进版：
function bubbleSort($arr)
{
   $n = count($arr);
   for($i=1;$i<$n;$i++) { //冒泡的轮数(最多$n-1轮)
     $flag = 0;  //是否发生位置交换的标志
     for($j=0;$j<$n-$i;$j++) { //每一轮冒泡(两两比较，大者后移)
       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //前者大于后者，交换位置
          $tmp = $arr[$j];
          $arr[$j] = $arr[$j+1];
          $arr[$j+1] = $tmp;
          $flag = 1;
       }
     }
     if($flag == 0) {  //没有发生位置交换，排序已完成
       break;
     }
   }
   return $arr;
}

为了提高冒泡排序算法的效率，主要需要改进的地方有：

（1）减少冒泡的轮数：当一轮冒泡排序中没有发生位置交换时表示数组已排好序了，应立即退出循环。

（2）减少每一轮比较的次数：对数组中已经排好序的部分元素不再对它们进行比较。

2. 插入排序：

思路：假设数组前面的元素是排好序的，遍历数组后面的元素，在已排好序的元素队列中找到合适的位置，插入其中。

function insertSort($arr)
{
   $n = count($arr);
   for($i=1;$i<$n;$i++) { //从第二个元素开始插入
     for($j=$i-1;$j>=0;$j--) { //与前面的数比较，找到插入的位置
       if($arr[$j] > $arr[$j+1]) { //比前面的数小，交换位置
          $tmp = $arr[$j];
          $arr[$j] = $arr[$j+1];
          $arr[$j+1] = $tmp;
       } else { //大于或等于前面的数，表示已找到插入的位置
          break;
       }
     }
   }
   return $arr;
}

3. 选择排序：

思路：进行多次选择，每次选出最大元素放入指定位置。

function selectSort($arr)
{
   $n = count($arr);
   for($i=$n-1;$i>0;$i--) { //选择排序的轮数($n-1轮)
     $pos = $i; //假设最大元素的位置
     for($j=0;$j<$i;$j++) { //每一轮：从未选择过的元素中选择最大的数
       if($arr[$j] > $arr[$pos]) { //所在位置元素比目前最大元素大，标志其位置
          $pos = $j;
       }
     }
     if($pos != $i) { //将最大元素放入指定的位置
       $tmp = $arr[$pos];
       $arr[$pos] = $arr[$i];
       $arr[$i] = $tmp;
     }
   }
   return $arr;
}

4. 快速排序：

思路：递归算法。先选择数组的第一个元素作为标准，然后把小于或等于它和大于它的数分别放入两个数组中，对这两个数组也进行相同的处理，最后合并这两个数组和第一个元素。

function quickSort($arr)
{
   $n = count($arr);
   if($n <= 1) { //若数组只有一个元素，直接返回
     return $arr;
   }
   $largeArr = array(); //存放大数
  $smallArr = array(); //存放小数
   $cur = $arr[0];  //分类基数
   for($i=1;$i<$n;$i++) { //遍历数组元素，对每个元素进行归类
     if($arr[$i] > $cur) {
       $largeArr[] = $arr[$i];
     } else {
       $smallArr[] = $arr[$i];
     }
   }
   //分别对大数组和小数组进行相同的处理
   $smallArr = quickSort($smallArr);
   $largeArr = quickSort($largeArr);
   //合并小数组、分类基数和大数组
   return array_merge($smallArr,array($cur),$largeArr);
}

各个排序算法的时间复杂度和空间复杂度：

排序算法最好时间分析最差时间分析平均时间复杂度稳定度空间复杂度冒泡排序 O(n) O(n2) O(n2) 稳定 O(1) 插入排序 O(n) O(n2) O(n2) 稳定 O(1) 选择排序 O(n2) O(n2) O(n2) 稳定 O(1) 快速排序 O(nlog2n) O(n2) O(nlog2n) 不稳定 O(log2n)~O(n)

注：快速排序在数组乱序是效率是最好的，在数组有序时效率是最差的。

PS：这里再为大家推荐一款关于排序的演示工具供大家参考：

在线动画演示插入/选择/冒泡/归并/希尔/快速排序算法过程工具：
http://tools.jb51.net/aideddesign/paixu_ys

更多关于PHP相关内容感兴趣的读者可查看本站专题：《php排序算法总结》、《PHP数据结构与算法教程》、《php程序设计算法总结》、《php字符串(string)用法总结》、《PHP数组(Array)操作技巧大全》、《PHP常用遍历算法与技巧总结》及《PHP数学运算技巧总结》

希望本文所述对大家PHP程序设计有所帮助。

PHP,排序算法,冒泡排序,插入排序,选择排序,快速排序

标签：