PHP常用排序算法01——冒泡、插入

对于排序算法，相信学计算机的同学都不会陌生。今天我们就来复习下常见的两个排序，适合小规模数据的排序算法：冒泡（bubbleSort）和插入（insertionSort）。

PS：对排序等算法还不太了解的同学，可以去看下这个链接哦，十大经典排序算法（动图演示），一些基础定义和动图演示做的很好啦，代码是用JavaScript实现的。我这个呢是PHP版本，而且有些小细节优化会注明在代码段上，都是经过本人实际操作的，下面开始正文。

1、冒泡排序

（1）概念：

①依次比较相邻的两个数据，大小关系不对，就互换位置；

②每一轮比较冒出一个数。

（2）优化：当某次冒泡操作已经没有数据交换时，说明已经达到完全有序，不用再继续执行后续的冒泡操作。

（3）代码实现如下：

public static function bubbleSort(){
        $array = [4,5,6,3,2,1];
        $count = count($array);
        //外层循环控制冒泡出去的个数，冒一个需要一个个去比较一轮
        for($i=0;$i<$count;$i++){
            $flag = false; //提前退出冒泡循环的标志位。当不需要再比较的时候，就会停止循环了。该处是优化代码
            for($j=0;$j<$count-$i-1;$j++){ //内层循环控制每一轮需要比较的次数。比如，冒出一个了，每轮就少比较一个数。冒出两个了，每轮就少比较两个数
                if($array[$j] > $array[$j+1]){
                    $temp        = $array[$j];
                    $array[$j]   = $array[$j+1];
                    $array[$j+1] = $temp;

                    $flag        = true; //内层循环但凡比较了一次，$flag = true 就会执行，下一轮外层就会继续循环。该处是优化代码
                }
            }
            if(!$flag){break;}//内层循环但凡比较了一次，$flag = true 就会执行，下一轮外层就会继续循环。该处是优化代码
        }
        return $array;
    }

2、插入排序

（1）概念：

①将数组中的数据分为两个区间，已排序区间和未排序区间。

②初始已排序区间只有一个元素，就是数组的第一个元素。

③取未排序区间中的元素，在已排序区间中找到合适的插入位置将其插入，并保证已排序区间数据一直有序。重复这个过程，直到未排序区间中元素为空，算法结束。

（2）代码实现如下：

public static function insertionSort()
    {
        $array = [4,5,6,1,3,2];
        $count = count($array);     //分为已排序和未排序的。未排序的往已排序好的找准位置插入
        for($i=1;$i < $count;$i++){ //从第二个元素开始（未排序）往已排序的那块插入
            $value = $array[$i];    //未排序的，要排序的值
            $j     = $i - 1;        //未排序的前一个，即已排序的第一个下标
            //查找插入的位置
            for($j;$j >= 0;$j--){   //从已排序的第一个下标开始，一个个遍历对比未排序的
                if($array[$j] > $value){
                    $array[$j+1] = $array[$j]; //大小关系没按顺序排时，对比依次往后挪一个下标空间。腾出空间让新元素插入
                }else{  //因为左边是已经排好序的了，所以位置对了就可以跳出循环了
                    break;
                }
            }
            $array[$j+1] = $value;   //插入数据
        }
        return $array;
    }

3、冒泡和插入的比较

（1）冒泡排序和插入排序的时间复杂度都是 O(n2)，都是原地排序算法(排序时不需要额外的存储空间)，都是稳定的排序算法，空间复杂度均为O(1)，比较适用于小规模的数据排序（至于大规模的数据排序，那就要用到快速排序、归并排序、堆排序之类的啦）；

（2）但插入排序更受欢迎，因为从代码实现上来看，冒泡排序的数据交换要比插入排序的数据移动要复杂。如下图所示，很明显冒泡交换移动操作更多，更耗时。



图一： 冒泡数据交换



图二： 插入数据交换