各種 PHP 數組排序演算法的複雜度分析

PHP 陣列排序演算法複雜度：冒泡排序： O(n^2)快速排序： O(n log n) (平均)歸併排序： O(n log n)

PHP 陣列排序演算法的複雜度分析

在PHP 中，有多種排序演算法可用於對陣列中的元素進行排序。每種演算法的效率各不相同，這取決於數組的大小和資料分佈。

冒泡排序

冒泡排序是一種簡單的排序演算法，但效率較低。它透過反覆比較相鄰元素並交換較大的元素到陣列末尾來運作。

function bubbleSort($arr) {
    for ($i = 0; $i < count($arr); $i++) {
        for ($j = 0; $j < count($arr) - $i - 1; $j++) {
            if ($arr[$j] > $arr[$j + 1]) {
                $temp = $arr[$j];
                $arr[$j] = $arr[$j + 1];
                $arr[$j + 1] = $temp;
            }
        }
    }
    return $arr;
}

時間複雜度：O(n^2)

#快速排序

快速排序是一種分治演算法，通常被認為是效率最高的排序演算法。它使用遞歸來將數組劃分為較小的子數組，並對每個子數組進行排序。

function quickSort($arr) {
    if (count($arr) <= 1) {
        return $arr;
    }
    $pivot = $arr[count($arr) - 1];
    $left = [];
    $right = [];
    for ($i = 0; $i < count($arr) - 1; $i++) {
        if ($arr[$i] < $pivot) {
            $left[] = $arr[$i];
        } else {
            $right[] = $arr[$i];
        }
    }
    return array_merge(quickSort($left), [$pivot], quickSort($right));
}

時間複雜度：O(n log n) (平均情況下)

歸併排序

歸併排序也是一種分治演算法。它透過遞歸將數組劃分為較小的子數組，對子數組進行排序，然後合併排序的子數組來工作。

function mergeSort($arr) {
    if (count($arr) <= 1) {
        return $arr;
    }
    $mid = count($arr) / 2;
    $left = mergeSort(array_slice($arr, 0, $mid));
    $right = mergeSort(array_slice($arr, $mid));
    return merge($left, $right);
}
function merge($left, $right) {
    $merged = [];
    $i = $j = 0;
    while ($i < count($left) && $j < count($right)) {
        if ($left[$i] <= $right[$j]) {
            $merged[] = $left[$i];
            $i++;
        } else {
            $merged[] = $right[$j];
            $j++;
        }
    }
    return array_merge($merged, array_slice($left, $i), array_slice($right, $j));
}

時間複雜度：O(n log n)

#實戰案例

假設您有一個包含10000 個整數的數組。您可以使用上述演算法對該數組進行排序，並使用 PHP 的 microtime() 函數測量排序所需的時間。

$arr = range(1, 10000);
shuffle($arr); // 打乱数组以获得更现实的结果

$timeStart = microtime(true);
bubbleSort($arr);
$timeEnd = microtime(true);
echo "Bubble Sort: " . ($timeEnd - $timeStart) . " 秒\n";

$timeStart = microtime(true);
quickSort($arr);
$timeEnd = microtime(true);
echo "Quick Sort: " . ($timeEnd - $timeStart) . " 秒\n";

$timeStart = microtime(true);
mergeSort($arr);
$timeEnd = microtime(true);
echo "Merge Sort: " . ($timeEnd - $timeStart) . " 秒\n";

對於包含 10000 個整數的數組，結果如下：

Bubble Sort: 1.0129920272827 秒
Quick Sort: 0.001443982124329 秒
Merge Sort: 0.001151084899902 秒

結果表明，快速排序和歸併排序明顯比冒泡排序更有效。

以上是各種 PHP 數組排序演算法的複雜度分析的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！