小編給大家分享一下JavaScript如何實現(xiàn)歸并排序，希望大家閱讀完這篇文章之后都有所收獲，下面讓我們一起去探討吧！

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javascript欄目在本文中，我們學(xué)習(xí) Merge Sort 背后的邏輯，并用 JavaScript 實現(xiàn)。最后，在空間和時間復(fù)雜度方面將歸并排序與其他算法進行比較。

歸并排序背后的邏輯

歸并排序使用分而治之的概念對給定的元素列表進行排序。它將問題分解為較小的子問題，直到它們變得足夠簡單以至可以直接解決為止。

以下是歸并排序的步驟：

1. 將給定的列表分為兩半（如果列表中的元素數(shù)為奇數(shù)，則使其大致相等）。

2. 以相同的方式繼續(xù)劃分子數(shù)組，直到只剩下單個元素數(shù)組。

3. 從單個元素數(shù)組開始，合并子數(shù)組，以便對每個合并的子數(shù)組進行排序。

4. 重復(fù)第 3 步單元，直到最后得到一個排好序的數(shù)組。

以數(shù)組[4, 8, 7, 2, 11, 1, 3] 為例，讓我們看一下歸并排序是如何工作的：

用 JavaScript 實現(xiàn)歸并排序

首先實現(xiàn)一個將兩個已排序子數(shù)組合并為一個已排序數(shù)組的函數(shù)merge() 。要注意著兩個子數(shù)組是已經(jīng)被排好序的，這一點非常重要，merge() 函數(shù)只用于其進行合并。

可以通過遍歷這兩個子數(shù)組來實現(xiàn)：

function merge(left, right) {
    let arr = []
    // 如果任何一個數(shù)組為空，就退出循環(huán)
    while (left.length && right.length) {
        // 從左右子數(shù)組的最小元素中選擇較小的元素
        if (left[0] < right[0]) {
            arr.push(left.shift())  
        } else {
            arr.push(right.shift()) 
        }
    }
    
    // 連接剩余的元素，防止沒有把兩個數(shù)組遍歷完整
    return [ ...arr, ...left, ...right ]
}

在這個函數(shù)中，通過把兩個排好序的子數(shù)組（left、right）合并來獲得一個排好序的大數(shù)組。首先，創(chuàng)建一個空數(shù)組。之后在left 和right 兩個子數(shù)組中最小元素中的較小的一個，并將其添加到空數(shù)組。我們只需要檢查left 和right 子數(shù)組中的第一個元素，因為它們是已排好序的。

在這個過程中，從子數(shù)組中刪除了被選擇的元素（通過shift()  函數(shù)實現(xiàn)）。繼續(xù)這個過程，直到其中一個子數(shù)組變?yōu)榭?。最后把非空子?shù)組的剩余元素（因為它們已經(jīng)被排序）插入主數(shù)組的最后面。

現(xiàn)在有了合并兩個已排序數(shù)組的代碼，接下來為實現(xiàn)歸并排序算法的最終代碼。這意味著要繼續(xù)分割數(shù)組，直到最終只包含一個元素的數(shù)組為止：

function mergeSort(array) {
  const half = array.length / 2
  
  if(array.length < 2){
    return array 
  }
  
  const left = array.splice(0, half)
  return merge(mergeSort(left),mergeSort(array))
}

在代碼中先確定中點，并用splice() 函數(shù)將數(shù)組分為兩個子數(shù)組。如果元素數(shù)量為奇數(shù)，則左側(cè)的元素數(shù)量會少一個。不斷的劃分數(shù)組，直到剩下單個元素的數(shù)組（array.length < 2）。然后用之前實現(xiàn)的merge() 函數(shù)合并子數(shù)組。

代碼實現(xiàn)后用前面的用例測試一下：

array = [4, 8, 7, 2, 11, 1, 3];
console.log(mergeSort(array));

輸出符合預(yù)期：

1,2,3,4,7,8,11

歸并排序的效率

歸并排序的最差時間復(fù)雜度為 $O(n\\log n)$，與快速排序的很好情時間復(fù)雜度相同。歸并排序是目前最快的排序算法之一。

與快速排序不同，歸并排序不是in-place排序算法，這意味著除了輸入數(shù)組之外，它還會占用額外的空間。這是因為我們使用了輔助數(shù)組來存儲子數(shù)組。歸并排序的空間復(fù)雜度為  $O(n)$。

歸并排序的另一個優(yōu)點是非常適合多線程，因為每個被劃分出的一半都可以單獨排序。另一種常見的減少歸并排序運行時間的方法是在到達相對較小的子數(shù)組時（大約 7 個元素）使用插入排序。這是因為插入排序在處理小型或幾乎排好序的數(shù)組時表現(xiàn)非常好。

看完了這篇文章，相信你對“JavaScript如何實現(xiàn)歸并排序”有了一定的了解，如果想了解更多相關(guān)知識，歡迎關(guān)注創(chuàng)新互聯(lián)行業(yè)資訊頻道，感謝各位的閱讀！

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網(wǎng)站路徑：http://www.rwnh.cn/article4/dghgie.html

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