JavaScript排序算法动画演示效果的实现方法

之前在知乎看到有人在问 自己写了一个冒泡排序算法如何用HTML，CSS,JavaScript展现出来排序过程。   感觉这个问题还挺有意思 。前些时间就来写了一个。这里记录一下实现过程。

基本的思想是把排序每一步的时候每个数据的值用DOM结构表达出来。

问题一：如何将JavaScript排序的一步步进程展现出来?

我试过的几种思路：

1.让JavaScript暂停下来，慢下来。

JavaScript排序是很快的，要我们肉眼能看到它的实现过程，我首先想到的是让排序慢下来。 排序的每一个循环都让它停300ms然后再继续进行。 怎么样才能停下来呢。查了一下JavaScript貌似没有sleep()这样的函数。暂停做不到，但是可以想办法让实现跟暂停差不多的效果。比如在循环里做一些无关的事情 。

首先尝试了让while(true)来一直执行一个空操作。执行一段时间再回到排序逻辑。代码大致是这样：

for (var i = 0; i < 3; i++) {
	document.writeln(i); //DOM操作
	var now = new Date().getTime();
	while(new Date().getTime() - now < 3000){}
}

慢是慢下来了。不过太耗资源，排序进行过程中dom并不会有任何改变，直到排序结束， DOM会变成排序好之后的样子。  但是如果设置断点一步步执行的时候 又可以看到一步步的排序变化。估计是因为这个操作太耗资源导致浏览器下达了一个DOM操作的命令但是一直腾不出资源来进行DOM操作。所以真正DOM操作的时候在js代码执行结束之后。
所以让JavaScript排序慢来来还是没有实现。

另一种让JavaScript暂停下来的思路：

写这个文章的时候又想到一种方法来让JavaScript停下来。 那就是AJAX的同步请求，以及超时操作。  也就是在要停下来的地方放一个AJAX请求，同步请求， 然后设置超时。超时的时间就是我们要暂停的时间。为了避免在到达超时请求之前服务 器就返回了我们的AJAX请求。可以在服务端运行类似 sleep()的程序 。从而保证AJAX不会返回。直接超时然后返回到我们的循环。不过这只是个设想。有兴趣的可以去尝试一下。

2.闭包和定时器。 这种思路不需要让排序过程慢下来。而是使用闭包缓存排序过程中数组的变化。然后使用setTimeout来确定展示每一个数组状态的顺序。在排序循环中放入类似下面的代码。

(function(){
  var theArr = arr.slice();//当前数组状态的备份
  setTimeout(function(){
    bubbleSortDom(theArr);//排序的DOM操作。
  },500*timeCount);
  timeCount++;//定时器的顺序。
})();

不过后来发现这样子写的话代码量会比较大，逻辑有修改的话要修改的地方会有点多。局限性很多，比如要实现排序动画加快或减慢操作几乎是很困难的。所以还要另想办法。

3.缓存排序中的数组状态。  

也就是在排序过程中。将数组的每一轮循环的状态保存到一个数组。然后再用这个数组依次将排序状态保存下来。 只需要在排序中加入一句就行。

this.pushHis(arr.slice(),i-1,j,k,temp);

这样就只需要一个setInterval()就可以了。并且可以很方便的实现动画的加快与减慢。逻辑也比较好理解 。

问题二：如何实现JavaScript排序动画的加快与减慢。

我们问题一使用的第三种方法。 得到一个保存了每一步排序状态的数组arr。  然后我们可以使用一个setInterval()定时器一步步展现排序状态。  如果要加快速度或减慢速度。就clearInterval()，修改定时器的执行间隔，重新setInterval()，从前一个定时器执行到数组中的位置开始执行。

问题三：对于使用递归实现的数组怎么办？ 不是在原数组上进行操作的怎么办？

使用递归实现的排序。 可能并没有在一个数组上进行操作，只是最后返回一个排序好的数组出来。那么我们要如何获得排序中的数组的完整状态呢。

比如快速排序。

最开始不考虑动画，我的实现是这样的：

function quickSort(arr){
var len = arr.length,leftArr=[],rightArr=[],tag;
if(len<2){
return arr;
}
tag = arr[0];
for(i=1;i<len;i++){
if(arr[i]<=tag){
leftArr.push(arr[i])
}else{
rightArr.push(arr[i]);
}
}
return quickSort(leftArr).concat(tag,quickSort(rightArr));
}

然后为了考虑动画，我改写了它的逻辑，让它在同一个数组上进行了实现。 其实是在递归的时候传入了当前的的子数组在原数组中的起始位置。从而在原数组上进行了操作。

用了两种方法来实现方式。在排序逻辑上略有不同。

第一种是先跟远处的对比。遇到比自己小的放到自己前面去。循环序号+1。比自己大的放到当前排序子数组的最后面去，循环序号不变。直到排列完成。 
这种方法的缺点是即使是一个有序数组。它也会重新排。

第二种方法是 除了标记位，再设置一个对比位。 遇到比自己小的，放到前面去，标记位的位置+1，标记位与对比位之间所有的往后面移动一个位置。
遇到比自己大的。标记位不变，对比位+1。
这种方法的缺点是对数组进行的操作太多。优点是对有序数组不会再排。

方式一：

function quickSort(arr,a,b,qArr){

var len = arr.length,leftArr=[],rightArr=[],tag,i,k,len_l,len_r,lb,ra,temp;
if(a == undefined && b == undefined){
a = 0; b= arr.length-1;//初始化起始位置。
}
if(qArr == undefined){
qArr = arr.slice();
}

if((len == 2 && arr[0] == arr[1])||len<2){
return arr;
}

tag = qArr[a];
for (i = 1; i < len;) {
if(qArr[a+i]<=tag){
leftArr.push(qArr[a+i]);
qArr[a+i-1] = qArr[a+i];
qArr[a+i] = tag;
k = a+i;
i++;
}else{
if(leftArr.length+rightArr.length == len-1){
break;
}
temp = qArr[a+i];
qArr[a+i] = qArr[b-rightArr.length];
qArr[b-rightArr.length] = temp;
rightArr.push(temp);
k = a+i-1;
}
this.pushHis(qArr.slice(),a,b,k);
}

len_l = leftArr.length;
len_r = rightArr.length;
if(len_l== 0){
lb = a;
}else{
lb = a+len_l -1;
this.sort(leftArr,a,lb,qArr);
}

if(len_r == 0){
ra = b;
}else{
ra = b + 1 - len_r;
this.sort(rightArr,ra,b,qArr)
}
return qArr
}

方式二：

function quickSort2(arr,a,b,qArr){
  var len = arr.length,leftArr=[],rightArr=[],tag,i,j,k,temp,len_l,len_r,lb,ra;
  if(a == undefined && b == undefined){
    a = 0; b= arr.length-1;//初始化起始位置。
  }
  if(qArr == undefined){
    qArr = arr.slice();
  }
  if(len<2){
    return arr;
  }
  if(len == 2 && arr[0] == arr[1]){
    return arr;
  }
  tag = qArr[a];
  for (i = 1,k = 0; i < len;) {
    if(qArr[a+i]>=tag){
      rightArr.push(qArr[a+i]);
      i++;
    }else{
      temp = qArr[a+i];
      for(j = a+i;j>a+k;j--){
        qArr[j] = qArr[j-1];
        // this.pushHis(qArr.slice(),a,b,a+k);
      }
      qArr[a+k] = temp;
      leftArr.push(temp);
      k++;
      i++;
    }
    this.pushHis(qArr.slice(),a,b,a+k,i-1);
  }
  len_l = leftArr.length;
  len_r = rightArr.length;
  if(len_l== 0){
    lb = a;
  }else{
    lb = a+len_l -1;
    this.sort(leftArr,a,lb,qArr);
  }
  if(len_r == 0){
    ra = b;
  }else{
    ra = b + 1 - len_r;
    this.sort(rightArr,ra,b,qArr)
  }
  return qArr;
} 

具体的不同下面会有动画演示。

问题四：动画的流畅。

排序动画的DOM操作是很多的很快的。这里我做的优化只是让每一个排序步骤只涉及一个DOM操作。  全部由JavaScript拼接好，一次替换。类似下面的代码。

效果图：

主要实现了：

冒泡排序JavaScript动画演示
插入排序JavaScript动画演示
选择排序JavaScript动画演示
快速排序JavaScript动画演示
归并排序JavaScript动画演示
希尔排序JavaScript动画演示

以上就是小编为大家带来的JavaScript排序算法动画演示效果的实现方法全部内容了，希望大家多多支持我们~