JS 中数组随机排序实现(原地算法 sort/shuffle 算法)
一、原地算法
在谈 sort 之前,我们先了解一下原地算法,什么事原地算法呢?所谓原地算法就是说基于原有的数据结构进行一定的操作修改,而不借助额外的空间。使用原地算法时,其内存干净,空间复杂度是 O(1),可以减少没必要的内存,避免造成内存浪费和冗余。当然,减小内存损耗会带来算法复杂度和时间消耗的增加,所以是一个 Tradeoff。Tradeoff 是一种针对目标选择有效的路径的思维方式,需要对做的事情权衡利弊,选择最佳方式处理问题。
二、Array.property.sort()
含义:sort 方法基于原地算法实现数组排序,直接对数据进行排序参数:sort(compare(a,b)),指定顺序对数组进行排序,不写参数的时候,默认会将原数据转换成字符串按照字符的 Unicode 编码进行排序。
compare(a,b)中,a、b 都是比较参数,当 a-b>0 ,交换位置 a-b=0,位置不变 a-b<0,位置不变
随机排序我们都会想到 Math 的 random 方法,具体实现如下,但是这样操作确有缺陷,理论很丰满,实践很残酷。
1、方法一(不推荐)
缺陷:chrome 浏览器对于数组长度为 10 以内的使用插入排序,反之则为快速排序和插入排序的组合,故而并不能做到随机分布。
测试:测试某数据在数组中各个位置的次数。
输出:
图示:
ECMAScript 中关于 Array.prototype.sort(comparefn)的标准,其中并没有规定具体的实现算法,但是提到一点: Calling comparefn(a,b) always returns the same value v when given a specific pair of values a and b as its two arguments.也就是说,
对同一组a、b的值,comparefn(a, b)需要总是返回相同的值。而上面的() => Math.random() -0.5(即(a, b) => Math.random() - 0.5)显然不满足这个条件
。 翻看 v8 引擎数组部分的源码,注意到它出于对性能的考虑,对短数组(例如长度小于 10)使用的是插入排序,对长数组则使用了快速排序。
理解:(a, b) => Math.random() - 0.5,每次 a,b 都是固定的,但是 Math.random() - 0.5)却是随机的,
2、方法一改良
构造一个新数组,如[{v:1,k:Math.random()},{v:1,k:Math.random()}]
,具体如下:
三、洗牌算法实现随机排序
1、换牌
逻辑:从一副牌中抽取一张,与最后一张牌进行交换,放到最后证明该牌已经被随机抽选过,而被交换的牌就排在前面,就有机会被继续抽选。
随机抽取一张
抽取的放置到最后位置
最后位置的牌放置在随机抽取的位置
2、抽牌
逻辑:从一副牌抽取一张放置一旁,则这幅牌会越抽越少,直至到最后一张。
随机抽取一张
抽取的牌放置旁边
在抽取的那副牌冲除去随机抽取的那张牌
附:本文用到的 JS 基础
本文用到数组方法基本介绍
splice 返回被删除的元素,直接修改数组数据,可接受 1/2/3 个参数
Math.floor() 向下取整
Math.ceil() 向上取整
版权声明: 本文为 InfoQ 作者【不叫猫先生】的原创文章。
原文链接:【http://xie.infoq.cn/article/2e6ca2b3458f8a0572918f74a】。文章转载请联系作者。
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