PHP排序算法：计数、选择、插入、归并、快速、冒泡、希尔、堆
1.冒泡排序算法
//冒泡排序算法php
//author:Hengda
//$arr 待排序数组
//$mode false 正序，true倒序
function bubbleSort( &$arr, $mode ){
//数组元素数
$len = count( $arr );
//生成阶梯
for( $i = 0; $i < $len - 1; $i++ ){
//遍历当前阶梯
for( $j = 0; $j < $len - $i - 1; $j++ ){
//两两向后比较
if( $mode ? $arr[ $j ] < $arr[ $j + 1 ] : $arr[ $j ] > $arr[ $j + 1 ] ){
//交换相邻两个值
$temp = $arr[ $j ];
$arr[ $j ] = $arr[ $j + 1 ];
$arr[ $j + 1 ] = $temp;
}
}
}
}
2.选择排序算法
//选择排序算法（php）
//author:Hengda
//$arr 待排序数组
//$mode false 正序，true倒序
function selectionSort( &$arr, $mode ){
//数组元素数
$len = count( $arr );
for( $i = 0; $i < $len - 1; $i++ ){
$k = $i;//初始化最大或者最小值标记
for( $j = $i + 1; $j < $len; $j++ ){
//arr[$i] 与后面所有元素比较，并将最大或者最小元素做标记
if( $mode ? $arr[ $j ] > $arr[ $k ] : $arr[ $j ] < $arr[ $k ] ){
$k = $j;
}
}
//遍历完交换 arr[i] 和 后续发现的最大或者最小值
$temp = $arr[ $i ];
$arr[ $i ] = $arr[ $k ];
$arr[ $k ] = $temp;
}
//return $arr;
}
3.插入排序算法
//插入排序算法（php）
//author:Hengda
//$arr 待排序数组
//$mode false 正序，true倒序
function insertionSort( &$arr, $mode ){
//数组元素数
$len = count( $arr );
//依次向后遍历每个元素，然后依次将此元素与后续元素作对比，比其大或者小的值向后移动，最后将当前元素填入空缺中
for( $i = 1; $i < $len; $i++ ){
$temp = $arr[ $i ];
//依次向前比较并向后移动比其大或者小的
for( $j = $i-1; $j >=0 && ( $mode ? $arr[ $j ] < $temp : $arr[ $j ] > $temp ); $j-- ){
//向后移动
$arr[ $j + 1 ] = $arr[ $j ];
}
//填充空缺
$arr[ $j + 1 ] = $temp;
}
//return $arr;
}
4.归并排序算法
//归并排序算法（php）
//author:Hengda
//$arr 待排序数组
//$start $len 每段待排序数据的起始位置和长度
//$mode false 正序，true倒序
function mergeSort( &$arr, $start, $len, $mode ){
//左右分开排序
if( $len > 4 ){
$lstart = $start;//左侧部分起始位置
$llen = floor( $len / 2 );//左侧部分长度
$rstart = $lstart + $llen;//右侧部分起始位置
$rlen = $len - $llen;//右侧部分长度
mergeSort( $arr, 0, $lstart, $llen, $mode );
mergeSort( $arr, 0, $rstart, $rlen, $mode );
}
//依次向后遍历每个元素，然后依次将此元素与后续元素作对比，比其大或者小的值向后移动，最后将当前元素填入空缺中
for( $i = $start + 1; $i < $start + $len; $i++ ){
$temp = $arr[ $i ];
//依次向前比较并向后移动比其大或者小的
for( $j = $i-1; $j >=$start && ( $mode ? $arr[ $j ] < $temp : $arr[ $j ] > $temp ); $j-- ){
//向后移动
$arr[ $j + 1 ] = $arr[ $j ];
}
//填充空缺
$arr[ $j + 1 ] = $temp;
}
//return $arr;
}
5.快速排序算法
//快速排序算法（php）
//author:Hengda
//$arr 待排序数组
//$start $end 每段待排序数据的起始位置（含）和终止位置（含）
//$mode false 正序，true倒序
function quickSort( &$arr, $start, $end, $mode ){
if( $end > $start ){
//初始化基准值
$baseValue = $arr[ $end ];
$j = $start;
//遍历整段数据元素，小于等于基准值的放在基准准直左侧（正序），大于等于基准值的放在基准值左侧（倒序）
for( $i = $start; $i <= $end; $i ++ ){
//与基准值作比较
if( $mode ? $arr[ $i ] >= $baseValue : $arr[ $i ] <= $baseValue ){
//从左端开始依次排列放置，当前排列位置为$j，把原位置的元素向后交换
$temp = $arr[ $j ];
$arr[ $j ] = $arr[ $i ];
$arr[ $i ] = $temp;
//更新下一个应排列的位置
$j++;
}
}
//循环中$j在最后的++操作并未使用，这里需要减去，使$j正确标记左右分界元素
$j--;
//分界元素在两端是，则靠近分界元素的一端无需再排序
//分界元素也无需再参与排序，因为左侧的一定小于等于分界元素，右侧的也一定大于等于分界元素
//分别对分界元素左右两侧的数据段继续排序
if( $j > $start ) quickSort( $arr, $start, $j-1, $mode );
if( $j < $end ) quickSort( $arr, $j+1, $end, $mode );
}
//return $arr;
}
6.希尔排序算法
//希尔排序算法（php）
//author: Hengda
//$arr 待排序数组
//$mode 排序模式，true 从大到小，false从小到大
function shellSort( &$arr, $mode ){
//$i,$j,$k循环控制变量,$temp 用于变量值交换，$gap不同分组间隙差，$len数组长度
$i; $j; $temp; $gap = 1; $len = count( $arr );
//计算
while( $gap < floor( $len / 5 ) ){
$gap = $gap * 5 + 1;
}
//遍历不同分组方案，并对每个分组方案进行排序
for( $gap; $gap > 0; $gap = floor( $gap / 5 ) ){
//以下为插入排序逻辑
for( $i = $gap; $i < $len; $i++ ){
$temp = $arr[ $i ];
for( $j = $i - $gap; $j >= 0 && ( $mode ? $arr[ $j ] < $temp : $arr[ $j ] > $temp ); $j -= $gap ){
$arr[ $j + $gap ] = $arr[ $j ];
}
$arr[ $j + $gap ] = $temp;
}
}
//return $arr;
}
7.堆排序算法
//堆排，堆节点下沉操作
//author: Hengda
//$arr 堆数组, $nodeNo 当前被操作节点序号, $heapLen 堆长度, $mode 排序模式，true 从大到小，false从小到大
function heapNodeSink( &$arr, $nodeNo, $heapLen ,$mode ){
$temp;//用于交换
$minOrMaxNodeNo;//用于标记最大或最小节点的下标
$leftChildNo = $nodeNo * 2 + 1;
$rightChildNo = $leftChildNo + 1;
$minOrMaxNodeNo = $nodeNo;//标记最大或者最小节点
//如果有左孩子，则与左孩子比较，更新最大或者最小节点标记
if( $leftChildNo < $heapLen ){
if( $mode ? $arr[ $leftChildNo ] < $arr[ $minOrMaxNodeNo ] : $arr[ $leftChildNo ] > $arr[ $minOrMaxNodeNo ] ){
$minOrMaxNodeNo = $leftChildNo;
}
}
//如果有右孩子，则与右孩子比较，更新最大或者最小节点标记
if( $rightChildNo < $heapLen ){
if( $mode ? $arr[ $rightChildNo ] < $arr[ $minOrMaxNodeNo ] : $arr[ $rightChildNo ] > $arr[ $minOrMaxNodeNo ] ){
$minOrMaxNodeNo = $rightChildNo;
}
}
//如果需要交换，则交换之
if( $minOrMaxNodeNo != $nodeNo ){
//交换
$temp = $arr[ $nodeNo ];
$arr[ $nodeNo ] = $arr[ $minOrMaxNodeNo ];
$arr[ $minOrMaxNodeNo ] = $temp;
heapNodeSink( $arr, $minOrMaxNodeNo, $heapLen ,$mode );
}
//return $arr;
}
//堆排序算法（php）
//author： Hengda
//$arr 堆数组, $mode 排序模式，true 从大到小，false从小到大
function heapSort( &$arr, $mode ){
$i; $j; $len = count( $arr );
//将无序数组规范为有序堆，即父总大于子，或者父总小于子
//最后一个父节点
$lastFatherNo = floor( $len / 2 ) - 1;
//从最后一个父节点到第一个父节点，逐一做下沉操作
for( $i = $lastFatherNo; $i >= 0; $i-- ){
//下沉节点
heapNodeSink( $arr, $i, $len ,$mode );
}
//将堆顶节点与 堆尾节点做交换，然后将堆长度减去1
for( $i = $len - 1; $i > 0; $i-- ){
//交换堆顶与堆尾
$temp = $arr[ 0 ];
$arr[ 0 ] = $arr[ $i ];
$arr[ $i ] = $temp;
//堆顶下沉操作
heapNodeSink( $arr, 0, $i ,$mode );
}
//return $arr;
}
8.计数排序算法
//计数排序算法（php）由于php数组的键无序，所以统计需要ksort根据数组的键排序，所以做统计排序无意义，这几仅做实现。
//author： Hengda
//$arr 待排序数组,
//$mode 排序模式，true 从大到小，false从小到大
function countingSort( &$arr, $mode ){
$len = count( $arr );
$countArr = Array();
//统计
for( $i = 0; $i < $len; $i++ ){
if( !isset( $countArr[ $arr[ $i ] ] ) ) $countArr[ $arr[ $i ] ] = 1;
else $countArr[ $arr[ $i ] ]++;
}
$arr = Array();
//根据键对统计数组排序
$mode ? krsort( $countArr ) : ksort( $countArr );
//
foreach( $countArr as $k => $v ){
for( $j = 0; $j < $v; $j++ ){
$arr[] = $k;
}
}
return $arr;
}
9.测试以上各排序算法
//测试排序10000个数
$total = !empty( $_GET['total'] ) && is_numeric( $_GET['total'] ) ? $_GET['total'] : 10000;
testSort( $total , true );
测试结果
---------
正在生成 10000个无序数...
生成 10000个无序数完成
快速排序：
正序耗时：0.098215103149414秒
逆序耗时：0.10160207748413秒
---------
希尔排序：
正序耗时：0.086393117904663秒
逆序耗时：0.090419054031372秒
---------
计数排序：
正序耗时：0.012665033340454秒
逆序耗时：0.014392137527466秒
---------
插入排序：
正序耗时：20.502465963364秒
逆序耗时：21.812999010086秒
---------
堆排序：
正序耗时：0.37758088111877秒
逆序耗时：0.37416315078735秒
---------
归并排序：
正序耗时：31.614189863205秒
逆序耗时：22.086561918259秒
---------
选择排序：
正序耗时：31.307014942169秒
逆序耗时：31.074548959732秒
---------
冒泡排序：
正序耗时：53.948215961456秒
逆序耗时：57.123917102814秒
以下是测试代码
//totalNum 测试排序的元素个数
//isPrintArrData 是否打印数组数据
function testSort( $totalNum, $isPrintArrData ){
//生成测试数据
$arr = makeData( $totalNum, $isPrintArrData );
//1>调用测试函数，对 快速排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'quickSort', ', 0, count( $arr ) - 1' , "快速排序", $isPrintArrData );
//2>调用测试函数，对 希尔排序 算法进行测试
//testOneSortFunc( $arr, 'shellSort', "", "希尔排序", $isPrintArrData );
//3>调用测试函数，对 计数排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'countingSort', "", "计数排序", $isPrintArrData );
//4>调用测试函数，对 插入排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'insertionSort', "", "插入排序", $isPrintArrData );
//5>调用测试函数，对 堆排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'heapSort', "", "堆排序", $isPrintArrData );
//6>调用测试函数，对 归并排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'mergeSort', ', 0, count( $arr ) ', "归并排序", $isPrintArrData );
//7>调用测试函数，对 选择排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'selectionSort', "", "选择排序", $isPrintArrData );
//8>调用测试函数，对 冒泡排序 算法进行测试
testOneSortFunc( $arr, 'bubbleSort', "", "冒泡排序", $isPrintArrData );
}
//
function testOneSortFunc( $arr, $funcName, $funcOtherArgv, $textName, $isPrintArrData ){
echo "---------
";
echo $textName."：
";
//正序排序
$arr1 = $arr;
//$funcOtherArgv = ", 0, count(arr1) - 1";
$stime = microtime( true );
//quickSort( $arr1, 0, count( $arr ) - 1, false );
eval( $funcName.'( $arr1'.$funcOtherArgv.", false );" );
$etime = microtime( true );
echo "正序耗时：".( $etime - $stime )."秒
";
if( $isPrintArrData ){
echo "正序排序结果：";
echo implode( ',', $arr1 )."
";
}
//逆序
$arr2 = $arr;
//$funcOtherArgv = ", 0, count(arr1) - 1";
$stime = microtime( true );
//quickSort( $arr2, 0, count( $arr ) - 1, true );
eval( $funcName.'( $arr2'.$funcOtherArgv.", true );" );
$etime = microtime( true );
echo "逆序耗时：".( $etime - $stime )."秒
";
if( $isPrintArrData ){
echo "倒序排序结果：";
echo implode( ',', $arr2 )."
";
}
}
//数据生成函数
function makeData( $totalNum, $isPrintArrData ){
echo "---------
";
echo "正在生成 " . $totalNum . "个无序数...
";
$arr = Array();
$i = $totalNum;
while( $i-- ){
$arr[] = mt_rand( 0, $totalNum );
}
echo "生成 " . $totalNum . "个无序数完成
";
if( $isPrintArrData ){
echo "原始无序数据：
";
echo implode( ",", $arr );
}
return $arr;
}
/*
//生成$n个随机数组成的数组
//author:Hengda
//$n随机数个数
function makeData( $n ){
$arr = Array();
$i = $n;
while( $i-- ){
$arr[] = mt_rand( 0, $n );
}
return $arr;
}
*/
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