本文实例讲述了javascript常用算法。分享给大家供大家参考,具体如下:
入门级算法-线性查找-时间复杂度O(n)--相当于算法界中的HelloWorld
二分查找(又称折半查找) - 适用于已排好序的线性结构 - 时间复杂度O(logN)
冒泡排序 -- 时间复杂度O(n^2)
选择排序 -- 时间复杂度O(n^2)
插入排序 -- 时间复杂度O(n^2)
字符串反转 -- 时间复杂度O(logN)
关于稳定性排序的一个结论:
基于比较的简单排序算法,即时间复杂度为O(N^2)的排序算法,通常可认为均是稳定排序
其它先进的排序算法,比如归并排序、堆排序、桶排序之类(通常这类算法的时间复杂度可优化为n*LogN),通常可认为均是不稳定排序
单链表实现
输出所有节点
this.print = function () {
var p = this.head;
while (p.next != null) {
p = p.next;
print(p.data + " ");
}
println("");
}
}
//测试单链表L中是否有重复元素
function hasSameValueNode(singleLink) {
var i = singleLink.head;
while (i.next != null) {
i = i.next;
var j = i;
while (j.next != null) {
j = j.next;
if (i.data == j.data) {
return true;
}
}
}
return false;
}
//单链表元素反转
function reverseSingleLink(singleLink) {
var arr = new Array();
var p = singleLink.head;
//先跑一遍,把所有节点放入数组
while (p.next != null) {
p = p.next;
arr.push(p.data);
}
var newLink = new SingleLink();
//再从后向前遍历数组,加入新链表
for (var i = arr.length - 1; i >= 0; i--) {
newLink.insert(arr[i]);
}
return newLink;
}
var linkTest = new SingleLink();
linkTest.insert('A');
linkTest.insert('B');
linkTest.insert('C');
linkTest.insert('D');
linkTest.print();//A B C D
var newLink = reverseSingleLink(linkTest);
newLink.print();//D C B A
script>
关于邻接矩阵、邻接表的选择:
邻接矩阵、邻接表都是图的基本存储方式,
稀松图情况下(即边远小于顶点情况下),用邻接表存储比较适合(相对矩阵N*N而言,邻接表只存储有值的边、顶点,不存储空值,存储效率更高)
稠密图情况下(即边远大地顶点情况下),用邻接矩阵存储比较适合(数据较多的情况下,要对较做遍历,如果用链表存储,要经常跳来跳去,效率较低)
堆:
几乎完全的二叉树:除了最右边位置上的一个或几个叶子可能缺少的二叉树。在物理存储上,可以用数组来存储,如果A[j]的顶点有左、右子节点,则左节点为A[2j]、右节点为A[2j+1],A[j]的父顶点存储在A[j/2]中
堆:本身是一颗几乎完全的二叉树,而且父节点的值不小于子节点的值。应用场景:优先队列,寻找最大或次最大值;以及把一个新元素插入优先队列。
注:以下所有讨论的堆,约定索引0处的元素仅占位,有效元素从下标1开始
根据堆的定义,可以用以下代码测试一个数组是否为堆:
节点向上调整siftUp
某些情况下,如果堆中的某个元素值改变后(比如 10,8,9,7 变成 10,8,9,20 后,20需要向上调整 ),不再满足堆的定义,需要向上调整时,可以用以下代码实现
节点向下调整siftDown (既然有向上调整,自然也有向下调整)
向堆中添加新元素
从堆中删除元素
堆排序:
这是一种思路非常巧妙的排序算法,精华在于充分利用了“堆”这种数据结构本身的特点(首元素必然最大),而且每个元素的上移、下调,时间复试度又比较低,仅为O(logN),空间上,也无需借助额外的存储空间,仅在数组自身内部交换元素即可。
思路:
1、先将首元素(即最大元素)与最末尾的元素对调---目的在于,把最大值沉底,下一轮重就不再管它了
2、经过1后,剩下的元素通常已经不再是一个堆了。这时,只要把新的首元素用siftDown下调,调整完以后,新的最大值元素自然又上升到了首元素的位置
3、反复1、2,大的元素逐一沉底,最后整个数组就有序了。
时间复杂度分析:创建堆需要O(n)的代价,每次siftDown代价为O(logN),最多调整n-1个元素,所以总代价为 O(N) + (N-1)O(logN),最终时间复杂度为O(NLogN)
关于建堆,如果明白其中的原理后,也可以逆向思路,反过来做
不相交集合查找、合并
归纳法:
先来看二个排序的递归实现
递归的程序通常易于理解,代码也容易实现,再来看二个小例子:
从数组中,找出最大值
有一个已经升序排序好的数组,检查数组中是否存在二个数,它们的和正好为x ?
递归程序虽然思路清晰,但通常效率不高,一般来讲,递归实现,都可以改写成非递归实现,上面的代码也可以写成:
递归并不总代表低效率,有些场景中,递归的效率反而更高,比如计算x的m次幂,常规算法,需要m次乘法运算,下面的算法,却将时间复杂度降到了O(logn)
当然,这其中并不光是递归的功劳,其效率的改进 主要依赖于一个数学常识: x^m = [x^(m/2)]^2,关于这个问题,还有一个思路很独特的非递归解法,巧妙的利用了二进制的特点
再来看看经典的多项式求值问题:
给定一串实数An,An-1,...,A1,A0 和一个实数X,计算多项式Pn(x)的值
著名的Horner公式:
已经如何计算:
显然有:
这样只需要 N次乘法+N次加法
多数问题:
一个元素个数为n的数组,希望快速找出其中大于出现次数>n/2的元素(该元素也称为多数元素)。通常可用于选票系统,快速判定某个候选人的票数是否过半。最优算法如下:
以上算法基于这样一个结论:在原序列中去除两个不同的元素后,那么在原序列中的多数元素在新序列中还是多数元素
证明如下:
如果原序列的元素个数为n,多数元素出现的次数为x,则 x/n > 1/2
去掉二个不同的元素后,
a)如果去掉的元素中不包括多数元素,则新序列中 ,原先的多数元素个数/新序列元素总数 = x/(n-2) ,因为x/n > 1/2 ,所以 x/(n-2) 也必然>1/2
b)如果去掉的元素中包含多数元素,则新序列中 ,原先的多数元素个数/新序列元素总数 = (x-1)/(n-2) ,因为x/n > 1/2 =》 x>n/2 代入 (x-1)/(n-2) 中,
有 (x-1)/(n-2) > (n/2 -1)/(n-2) = 2(n-2)/(n-2) = 1/2
下一个问题:全排列
输出
println(P);
return;
}
for (var j = m; j <= n; j++) {
//将起始元素与后面的每个元素交换
swap(P, j, m);
//在前m个元素已经排好的基础上
//再加一个元素进行新排列
perm(P, m + 1);
//把j与m换回来,恢复递归调用前的“现场",
//否则因为递归调用前,swap已经将原顺序破坏了,
//导致后面生成排序时,可能生成重复
swap(P, j, m);
}
}
perm([1, 2, 3], 0);
//1,2,3
//1,3,2
//2,1,3
//2,3,1
//3,2,1
//3,1,2
分治法:
要点:将问题划分成二个子问题时,尽量让子问题的规模大致相等。这样才能最大程度的体现一分为二,将问题规模以对数折半缩小的优势。
输出(调试用)
function println(msg) {
document.write(msg + "
");
}
//数组中i,j位置的元素交换(辅助函数)
function swap(A, i, j) {
var t = A[i];
A[i] = A[j];
A[j] = t;
}
//寻找数组A中的最大、最小值(分治法实现)
function findMinMaxDiv(A, low, high) {
//最小规模子问题的解
if (high - low == 1) {
if (A[low] < A[high]) {
return [A[low], A[high]];
}
else {
return [A[high], A[low]];
}
}
var mid = Math.floor((low + high) / 2);
//在前一半元素中寻找子问题的解
var r1 = findMinMaxDiv(A, low, mid);
//在后一半元素中寻找子问题的解
var r2 = findMinMaxDiv(A, mid + 1, high);
//把二部分的解合并
var x = r1[0] > r2[0] ? r2[0] : r1[0];
var y = r1[1] > r2[1] ? r1[1] : r2[1];
return [x, y];
}
var r = findMinMaxDiv([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8], 0, 7);
println(r); //1,8
//二分搜索(分治法实现)
//输入:A为已按非降序排列的数组
//x 为要搜索的值
//low,high搜索的起、止索引范围
//返回:如果找到,返回下标,否则返回-1
function binarySearchDiv(A, x, low, high) {
if (low > high) {
return -1;
}
var mid = Math.floor((low + high) / 2);
if (x == A[mid]) {
return mid;
}
else if (x < A[mid]) {
return binarySearchDiv(A, x, low, mid - 1);
}
else {
return binarySearchDiv(A, x, mid + 1, high);
}
}
var f = binarySearchDiv([1, 2, 3, 4, 5, 6, 7], 4, 0, 6);
println(f); //3
//将数组A,以low位置的元素为界,划分为前后二半
//n为待处理的索引范围上限
function split(A, low, n) {
if (n >= A.length - 1) {
n = A.length - 1;
}
var i = low;
var x = A[low];
//二个指针一前一后“跟随”,
//最前面的指针发现有元素比分界元素小时,换到前半部
//后面的指针再紧跟上,“夫唱妇随”一路到头
for (var j = low + 1; j <= n; j++) {
if (A[j] <= x) {
i++;
if (i != j) {
swap(A, i, j);
}
}
}
//经过上面的折腾后,除low元素外,其它的元素均以就位
//最后需要把low与最后一个比low位置小的元素交换,
//以便把low放在分水岭位置上
swap(A, low, i);
return [A, i];
}
var A = [5, 1, 2, 6, 3];
var b = split(A, 0, A.length - 1);
println(b[0]); //3,1,2,5,6
//快速排序
function quickSort(A, low, high) {
var w = high;
if (low < high) {
var t = split(A, low, w); //分治思路,先分成二半
w = t[1];
//在前一半求解
quickSort(A, low, w - 1);
//在后一半求解
quickSort(A, w + 1, high);
}
}
var A = [5, 6, 4, 7, 3];
quickSort(A, 0, A.length - 1);
println(A); //3,4,5,6,7
split算法的思想应用:
设A[1..n]是一个整数集,给出一算法重排数组A中元素,使得所有的负整数放到所有非负整数的左边,你的算法的运行时间应当为Θ(n)
希望本文所述对大家JavaScript程序设计有所帮助。