JS实现随机化快速排序的实例代码

下面是JS实现随机化快速排序的完整攻略。

什么是随机化快速排序

随机化快速排序是一个常用的排序算法，它能够在 $O(n \log n)$ 的时间复杂度下对一个数组进行排序。该算法的实现非常高效，因为它使用了分治的思想，并且使用的是原地排序，即不需要额外的存储空间。随机化快速排序的核心是分区（partition）操作，该操作能够将一个数组分成两个部分，一部分是小于某个特定值的元素，另一部分是大于等于该特定值的元素。

随机化快速排序的代码实现

首先，我们需要实现一个分区函数。该函数的输入参数包含一个待排序的数组、该数组的起始和结束位置以及一个选定的特定值（pivot）。

function partition(arr, start, end, pivotIndex) {
  // 交换选定值和末尾值
  [arr[pivotIndex], arr[end]] = [arr[end], arr[pivotIndex]];
  let pIndex = start; // 分区指针
  for (let i = start; i < end; i++) {
    // 如果当前值小于选定值，则将其和分区指针所指的值交换位置
    if (arr[i] < arr[end]) {
      [arr[i], arr[pIndex]] = [arr[pIndex], arr[i]];
      pIndex++;
    }
  }
  // 将选定值放到分区指针所指的位置
  [arr[pIndex], arr[end]] = [arr[end], arr[pIndex]];
  return pIndex;
}

接下来，我们实现随机化快速排序的主函数：

function quickSort(arr, start = 0, end = arr.length - 1) {
  if (start < end) {
    // 随机选择选定值的位置
    const pivotIndex = Math.floor(Math.random() * (end - start + 1) + start);
    const pIndex = partition(arr, start, end, pivotIndex);
    // 分治处理左右两个子数组
    quickSort(arr, start, pIndex - 1);
    quickSort(arr, pIndex + 1, end);
  }
  return arr;
}

示例说明

示例一

假设我们要对一个数组 [3, 1, 4, 2, 5] 进行排序，调用 quickSort 函数后，会首先随机选择一个选定值的位置（假设为第 3 个元素，即值为 4）。分区操作会将这个数组分为 [3, 1, 2] 和 [4, 5] 两个部分，其中，第一个部分小于选定值，第二个部分大于等于选定值。接下来，递归地对这两个部分分别进行快速排序，直到这个数组被完全排序。

示例二

假设我们有一个包含一百万个随机整数的数组，我们想要将其从小到大进行排序。我们可以使用 quickSort 函数来排序，它能够在很短的时间内完成排序操作，因为它的时间复杂度只有 $O(n \log n)$，而且使用原地排序，不需要额外的存储空间。这个排序算法在实际应用中非常常见，因为它能够高效地对大规模的数据进行排序。

以上是JS实现随机化快速排序的完整攻略。如果还有不明白的地方，欢迎继续提问。