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，希望大家多多支持脚本之家~