PHP四种基础算法详解

赏月人 發表於 2019-7-20 16:48:00

<div class="cnblogs_code">
<pre>许多人都说算法是程序的核心，一个程序的好于差,关键是这个程序算法的优劣。作为一个初级phper，虽然很少接触到算法方面的东西。但是对于冒泡排序，插入排序，选择排序，快速排序四种基本算法，我想还是要掌握的。</pre>
</div>
需求：分别用冒泡排序法，快速排序法，选择排序法，插入排序法，归并排序将下面数组中的值按照从小到大的顺序进行排序。
$arr=array(11,3,56,62,21,66,32,78,36,76,39,88,34);
<h3>1.冒泡排序</h3>
介绍：
冒泡排序（Bubble Sort）是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，依次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
步骤：
<ol>
<li>比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。</li>
<li>对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。</li>
<li>针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。</li>
<li>持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。</li>
</ol>
代码：
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php $arr = ; //冒泡排序 function bubbleSort($arr) { $len = count($arr); //该层循环控制需要冒泡的轮数 for ($i = 1; $i < $len; $i++) { //该层循环用来控制每轮冒出一个数需要比较的次数 for ($k = 0; $k < $len - $i; $k++) { if ($arr[$k] > $arr[$k + 1]) { //从小到大 < || 从大到小 > $tmp = $arr[$k + 1]; // 声明一个临时变量 $arr[$k + 1] = $arr[$k]; $arr[$k] = $tmp; } } } return $arr; } $arr = bubbleSort($arr); print_r($arr);</pre>
</div>
排序效果：
<img src="https://images2015.cnblogs.com/blog/599210/201706/599210-20170619085503132-2067568088.gif">
 
<h3>2.选择排序</h3>
介绍：
选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到排序序列末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。
代码：
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php
$arr = ;
//选择排序
//实现思路双重循环完成，外层控制轮数，当前的最小值。内层控制比较次数
function selectSort($arr) {

$len = count($arr);

//$i 当前最小值的位置，需要参与比较的元素
for ($i = 0; $i < $len - 1; $i++) {
 //先假设最小的值的位置
 $p = $i;

 //$j 当前都需要和哪些元素比较，$i 后边的。
 for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {
 //$arr[$p] 是当前已知的最小值
 //比较，发现更小的,记录下最小值的位置；并且在下次比较时，应该采用已知的最小值进行比较。
 $p = ($arr[$p] <= $arr[$j]) ? $p : $j;
 }

 //已经确定了当前的最小值的位置，保存到$p中。
 //如果发现最小值的位置与当前假设的位置$i不同，则位置互换即可
 if ($p != $i) {
 $tmp = $arr[$p];
 $arr[$p] = $arr[$i];
 $arr[$i] = $tmp;
 }
}
//返回最终结果
return $arr;
}

$arr = selectSort($arr);
print_r($arr);</pre>
</div>
<img src="https://images2015.cnblogs.com/blog/1094457/201703/1094457-20170313214825557-329405797.gif">
 
<h3>3.插入排序</h3>
介绍：
插入排序（Insertion Sort）的算法描述是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。插入排序在实现上，通常采用in-place排序（即只需用到O(1)的额外空间的排序），因而在从后向前扫描过程中，需要反复把已排序元素逐步向后挪位，为最新元素提供插入空间。
步骤：
<ol>
<li>从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序</li>
<li>取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描</li>
<li>如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置</li>
<li>重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置</li>
<li>将新元素插入到该位置中</li>
<li>重复步骤2</li>
</ol>
代码：
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php $arr = ; //插入排序 function insert_sort($arr) { $len=count($arr); for($i=1; $i<$len; $i++) { //获得当前需要比较的元素值 $tmp = $arr[$i]; //内层循环控制比较并插入 for($j=$i-1; $j>=0; $j--) { //$arr[$i];需要插入的元素 //$arr[$j];需要比较的元素 if($tmp < $arr[$j]) //从小到大 < || 从大到小 > { //发现插入的元素要小，交换位置 //将后边的元素与前面的元素互换 $arr[$j+1] = $arr[$j]; //将前面的数设置为当前需要交换的数 $arr[$j] = $tmp; } else { //如果碰到不需要移动的元素 //由于是已经排序好是数组，则前面的就不需要再次比较了。 break; } } } //将这个元素插入到已经排序好的序列内。 //返回 return $arr; } $arr = insert_sort($arr); print_r($arr);</pre>
</div>
排序效果：
 
 
<img src="https://img2020.cnblogs.com/blog/535842/202108/535842-20210806152348321-943431237.gif"> 
 
 
 
 
<h3>4.快速排序</h3>
介绍：
快速排序是由东尼·霍尔所发展的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个项目要Ο(n log n)次比较。在最坏状况下则需要Ο(n2)次比较，但这种状况并不常见。事实上，快速排序通常明显比其他Ο(n log n) 算法更快，因为它的内部循环（inner loop）可以在大部分的架构上很有效率地被实现出来，且在大部分真实世界的数据，可以决定设计的选择，减少所需时间的二次方项之可能性。
步骤：
<ol>
<li>从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot），</li>
<li>重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作。</li>
<li>递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。</li>
</ol>
代码：
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php $arr = ; //快速排序 function quick_sort($arr) { //判断参数是否是一个数组 if(!is_array($arr)) return false; //递归出口:数组长度为1，直接返回数组 $length = count($arr); if($length<=1) return $arr; //数组元素有多个,则定义两个空数组 $left = $right = array(); //使用for循环进行遍历，把第一个元素当做比较的对象 for($i=1; $i<$length; $i++) { //判断当前元素的大小 if($arr[$i] < $arr){//从小到大 < || 从大到小 > $left[]=$arr[$i]; }else{ $right[]=$arr[$i]; } } //递归调用 $left=quick_sort($left); $right=quick_sort($right); //将所有的结果合并 return array_merge($left,array($arr),$right); } $arr = quick_sort($arr); print_r($arr);</pre>
</div>
排序效果：
<img src="http://images2015.cnblogs.com/blog/1070689/201705/1070689-20170519001857025-173745062.gif">
<h3>4.归并排序</h3>
利用递归，先拆分、后合并、再排序。
步骤:
<ul>
<li>均分数列为两个子数列</li>
<li>递归重复上一步骤，直到子数列只有一个元素</li>
<li>父数列合并两个子数列并排序，递归返回数列</li>
</ul>
代码：
<div class="cnblogs_code">
<pre><?php $arr = ; // 归并排序主程序 function mergeSort($arr) { $len = count($arr); // 递归结束条件, 到达这步的时候, 数组就只剩下一个元素了, 也就是分离了数组 if ($len <= 1) { return $arr; } $mid= intval($len / 2); // 取数组中间 $left = array_slice($arr, 0, $mid); // 拆分数组0-mid这部分给左边left $right= array_slice($arr, $mid); // 拆分数组mid-末尾这部分给右边right $left = mergeSort($left); // 左边拆分完后开始递归合并往上走 $right= mergeSort($right); // 右边拆分完毕开始递归往上走 $arr= merge($left, $right); // 合并两个数组,继续递归 return $arr; } // merge函数将指定的两个有序数组(arrA, arr)合并并且排序 function merge($arrA, $arrB) { $arrC = array(); while (count($arrA) && count($arrB)) { // 这里不断的判断哪个值小, 就将小的值给到arrC, 但是到最后肯定要剩下几个值, // 不是剩下arrA里面的就是剩下arrB里面的而且这几个有序的值, 肯定比arrC里面所有的值都大所以使用 //从小到大 < || 从大到小 > $arrC[] = $arrA < $arrB ? array_shift($arrA) : array_shift($arrB); } return array_merge($arrC, $arrA, $arrB); } $arr = mergeSort($arr); print_r($arr);</pre>
</div>
排序效果：
 
<img src="https://shockerli.net/media/15452073961786/merge.gif">
  
来源：https://www.cnblogs.com/mzhaox/p/11218297.html

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