使用 TypeScript 实现算法处理

以

TypeScript 算法实现示例

快速排序算法实现

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/**
 * 使用快速排序算法对数字数组进行排序
 * @param arr 待排序的数字数组
 * @returns 排序后的新数组
 * 
 * 时间复杂度分析：
 * - 最佳/平均情况：O(n log n)
 * - 最坏情况（已排序数组）：O(n²)
 * 空间复杂度：O(n)
 */
function quickSort(arr: number[]): number[] {
  // 基线条件：数组长度为0或1时直接返回
  if (arr.length <= 1) return arr;
  
  // 选择中间元素作为基准值(pivot)
  const pivot = arr[Math.floor(arr.length / 2)];
  
  // 将数组分为三部分：小于基准值、等于基准值和大于基准值
  const left = arr.filter(x => x < pivot);
  const middle = arr.filter(x => x === pivot);
  const right = arr.filter(x => x > pivot);

  // 递归排序左右两部分并合并结果
  return [...quickSort(left), ...middle, ...quickSort(right)];
}

二分搜索算法实现

typescript 复制代码

/**
 * 在已排序数组中执行二分查找
 * @param sortedArray 已排序的数字数组（升序）
 * @param target 要查找的目标值
 * @returns 目标值的索引，未找到返回-1
 * 
 * 时间复杂度：O(log n)
 * 空间复杂度：O(1)
 */
function binarySearch(sortedArray: number[], target: number): number {
  // 初始化搜索范围
  let left = 0;
  let right = sortedArray.length - 1;

  // 当搜索范围有效时循环
  while (left <= right) {
    // 计算中间索引
    const mid = Math.floor((left + right) / 2);
    
    // 检查中间元素
    if (sortedArray[mid] === target) {
      return mid; // 找到目标
    } else if (sortedArray[mid] < target) {
      left = mid + 1; // 搜索右半部分
    } else {
      right = mid - 1; // 搜索左半部分
    }
  }

  // 未找到目标
  return -1;
}

使用示例

typescript 复制代码

// 测试数据
const unsortedArray = [3, 6, 8, 10, 1, 2, 1];
console.log('Original array:', unsortedArray);

// 排序示例
const sortedArray = quickSort(unsortedArray);
console.log('Sorted array:', sortedArray);

// 搜索示例
const targets = [8, 1, 5]; // 包含存在和不存在的元素
targets.forEach(target => {
  const index = binarySearch(sortedArray, target);
  if (index !== -1) {
    console.log(`Found ${target} at index ${index}`);
  } else {
    console.log(`${target} not found in the array`);
  }
});

扩展应用场景

排序算法应用：
- 电商网站的商品价格排序
- 学生成绩排名
- 大数据处理前的数据预处理
搜索算法应用：
- 电话簿联系人查找
- 字典单词查询
- 游戏中的高分榜查找
性能优化建议：
- 对于小型数组(长度<10)，插入排序可能更高效
- 可以添加输入验证，确保数组只包含数字
- 对于重复元素较多的情况，可以使用三向切分的快速排序变体

类型安全扩展：

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// 泛型版本，支持更多数据类型
function genericQuickSort<T>(arr: T[], compareFn: (a: T, b: T) => number): T[] {
  if (arr.length <= 1) return arr;
  
  const pivot = arr[Math.floor(arr.length / 2)];
  const left = arr.filter(x => compareFn(x, pivot) < 0);
  const middle = arr.filter(x => compareFn(x, pivot) === 0);
  const right = arr.filter(x => compareFn(x, pivot) > 0);

  return [...genericQuickSort(left, compareFn), ...middle, ...genericQuickSort(right, compareFn)];
}