用Javascript写排序算法的动画演示

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