PHP版常用算法

雨点打透心脏的1/2处 2022-05-27 13:54 142阅读 0赞

### PHP版常用算法 ###

最近准备面试的资料，顺便整理一下以前的基本算法，写个DEMO记录一下

#### 冒泡 ####

//冒泡
    //逐行对比，满足条件则交换
    function bubbleSort($arrData,$sort = 'desc') { 
        if(empty($arrData)) return $arrData;
    
        //默认有序
        $isSorted = true;
        $nCount = count($arrData);
        for($i = 0; $i < $nCount; $i++) {
    
            //对比次数随着循环逐渐减少，因为后面的数据已经处理为有序
            for($j = 0; $j < ($nCount - $i - 1); $j++) {
                //执行判断
                $isChange = $sort == 'desc' ? $arrData[$j] < $arrData[$j+1] : $arrData[$j] > $arrData[$j+1];
    
                if($isChange) {
                    //首次对比，判断是否有序
                    $isSorted = false;
    
                    $temp = $arrData[$j];
                    $arrData[$j] = $arrData[$j+1];
                    $arrData[$j+1] = $temp;
                }
            }
    
            if($isSorted) break;
        }
    
        return $arrData;
    }

#### 快速排序 ####

//快速排序
    //选取一个标准，和其他数据对比后将数据分为两批，递归执行后合并
    function quickSort(&$arr, $sort = 'asc'){ 
    
        //检查数据，多于一个数据才执行
        $nCount = count($arr);
        if($nCount > 1) {
            //选取标准（第一个数据）
            $nStandard = $arr[0];
            $arrLeftData = [];
            $arrRightData = [];
            //遍历，注意这里从1开始比较
            for($i = 1; $i < $nCount; $i++) {
    
                if($sort == 'desc') {
                    $arr[$i] > $nStandard ? $arrLeftData[] = $arr[$i] : $arrRightData[] = $arr[$i];
                } else {
                    $arr[$i] > $nStandard ? $arrRightData[] = $arr[$i] : $arrLeftData[] = $arr[$i];
                }
            }
            $arr = array_merge($this->quickSort($arrLeftData, $sort), array($nStandard), $this->quickSort($arrRightData, $sort));
        }
        return $arr;
    }

#### 归并排序 ####

//利用归并（合并）的思想实现的排序方法。
    //它的原理是假设初始序列含有 n 个元素，则可以看成是 n 个有序的子序列，每个子序列的长度为 1，然后两两归并
    //得到n/2个长度为2或1 的有序序列；再两两归并，······，如此重复
    //直至得到一个长度为 n 的有序序列为止，这种排序方法就成为 2 路归并排序
    
    //merge函数将指定的两个有序数组(arr1,arr2)合并并且排序
    //我们可以找到第三个数组,然后依次从两个数组的开始取数据哪个数据小就先取哪个的,然后删除掉刚刚取过的数据
    function al_merge($arrA,$arrB) { 
        $arrC = array();
        while(count($arrA) && count($arrB)){
            //这里不断的判断哪个值小,就将小的值给到arrC,但是到最后肯定要剩下几个值,
            //不是剩下arrA里面的就是剩下arrB里面的而且这几个有序的值,肯定比arrC里面所有的值都大
            $arrC[] = $arrA[0] < $arrB[0] ? array_shift($arrA) : array_shift($arrB);
        }
        return array_merge($arrC, $arrA, $arrB);
    }
    
    //归并排序函数
    function al_merge_sort($arr){ 
        $len = count($arr);
        if($len <= 1) return $arr;//递归结束条件,到达这步的时候,数组就只剩下一个元素了,也就是分离了数组
    
        //分离数组元素
        $mid = intval($len/2);//取数组中间
        $left_arr = array_slice($arr, 0, $mid);//拆分数组0-mid这部分给左边left_arr
        $right_arr = array_slice($arr, $mid);//拆分数组mid-末尾这部分给右边right_arr
        $left_arr = $this->al_merge_sort($left_arr);//左边拆分完后开始递归合并往上走
        $right_arr = $this->al_merge_sort($right_arr);//右边拆分完毕开始递归往上走
    
        $arr = $this->al_merge($left_arr, $right_arr);//合并两个数组,继续递归
        return $arr;
    }

#### 二分查找 ####

//二分查找
    //假设数据是按升序排序的，对于给定值x，从序列的中间位置开始比较，如果当前位置值等于x，则查找成功；
    //若x小于当前位置值，则在数列的前半段中查找；若x大于当前位置值则在数列的后半段中继续查找，直到找到为止
    function binSearch($toSearch,$arr) { 
        //确定当前的检索范围
        $nCount = count($arr);
        //低位键，初始为0
        $nLowNum = 0;
        //高位键，初始为末尾 
        $nHighNum = $nCount - 1;
    
        while($nLowNum <= $nHighNum) {
            //选定大概中间键
            $nMiddleNum = intval(($nHighNum + $nLowNum)/2);
    
            if($arr[$nMiddleNum] > $toSearch) {
                //比检索值大
                $nHighNum = $nMiddleNum - 1;
            } elseif ($arr[$nMiddleNum] < $toSearch) {
                //比检索值小
                $nLowNum = $nMiddleNum + 1;
            } else {
                return $nMiddleNum;
            }
        }
    
        return false;
    }

#### 顺序查找 ####

//顺序查找
    function seqSearch($arr,$toSearch) { 
        $nCount = count($arr);
    
        for ($i=0; $i < $nCount; $i++) {
            if ($arr[$i] == $toSearch) {
                return $i;
            }
        }
        return -1;
    }

#### 选择排序 ####

//在第一次循环中，假设第一个数是最小的；然后跟第二个数比较，一直比到最后，找出最小值，然后把最小值跟第一个数的位置互换；
    //再进行下一次循环，找出最小值跟第二个位置的数互换；一直循环数组的个数减去1次；数组就成了有序的了 
    function selectSort($arr) { 
    
        $nCount = count($arr);
        //遍历取得需要排序的数
        for($i = 0; $i < $nCount; $i++) {
    
            //选择需要比较的数，从$i开始到结束
            for($j = $i + 1; $j < $nCount; $j++) {
                //比较
                if($arr[$j] < $arr[$i]) {
                    $temp = $arr[$i];
                    $arr[$i] = $arr[$j];
                    $arr[$j] = $temp;
                }
            }
        }
        return $arr;  
    }

#### 外部排序+多路归并 ####

思路参考：  
[https://blog.csdn.net/itermeng/article/details/77824866][https_blog.csdn.net_itermeng_article_details_77824866]

面试中经常问到一些关于 并行计算 或者 在一台内存不多的机器上进行大文件排序 的问题，这些其实思路都可以借助外部排序+多路归并去解决：

只能一部分放在放在内存数组中，另一部分放在内存之外（硬盘或网络其它节点），这就是所谓的外部排序；
    归并排序：将数据分为左右两部分，分别排序，再把两个有序子数组进行归并；
    重点就是归并过程，就是两个已排序好的数组来比较头部的元素，取最小值放入最终数组中；

思路：

第一步：将数据进行切分，例如以100m将1G的文件分为10组，将每一段数据分配到外部，切分的大小符合节点内存大小限制；
    第二步：这样每个节点各自对分配数据进行排序，采用归并排序或快速排序皆可（多节点则节点处理，单机则逐个处理）；
    第三步：将每个排序好的节点按照归并算法整合到一个节点（多路归并）；

[https_blog.csdn.net_itermeng_article_details_77824866]: https://blog.csdn.net/itermeng/article/details/77824866