排序算法是将一系列的值按照顺序进行排列的方法。
冒泡排序
简介
冒泡排序（Bubble Sort）是最易懂的排序算法，但是效率较低，生产环境中很少使用。
它的基本思想是：
依次比较相邻的两个数，如果不符合排序规则，则调换两个数的位置。这样一遍比较下来，能够保证最大（或最小）的数排在最后一位。
再对最后一位以外的数组，重复前面的过程，直至全部排序完成。
由于每进行一次这个过程，在该次比较的最后一个位置上，正确的数会自己冒出来，就好像“冒泡”一样，这种算法因此得名。
以对数组[3, 2, 4, 5, 1]进行从小到大排序为例，步骤如下：
第一位的“3”与第二位的“2”进行比较，3大于2，互换位置，数组变成[2, 3, 4, 5, 1]。
第二位的“3”与第三位的“4”进行比较，3小于4，数组不变。
第三位的“4”与第四位的“5”进行比较，4小于5，数组不变。
第四位的“5”与第五位的“1”进行比较，5大于1，互换位置，数组变成[2, 3, 4, 1, 5]。
第一轮排序完成，可以看到最后一位的5，已经是正确的数了。然后，再对剩下的数[2, 3, 4, 1]重复这个过程，每一轮都会在本轮最后一位上出现正确的数。直至剩下最后一个位置，所有排序结束。
算法实现
先定义一个交换函数，作用是交换两个位置的值。
选择排序
简介
选择排序（Selection Sort）与冒泡排序类似，也是依次对相邻的数进行两两比较。不同之处在于，它不是每比较一次就调换位置，而是一轮比较完毕，找到最大值（或最小值）之后，将其放在正确的位置，其他数的位置不变。
以对数组[3, 2, 4, 5, 1] 进行从小到大排序为例，步骤如下：
假定第一位的“3”是最小值。
最小值“3”与第二位的“2”进行比较，2小于3，所以新的最小值是第二位的“2”。
最小值“2”与第三位的“4”进行比较，2小于4，最小值不变。
最小值“2”与第四位的“5”进行比较，2小于5，最小值不变。
最小值“2”与第五位的“1”进行比较，1小于2，所以新的最小值是第五位的“1”。
第五位的“1”与第一位的“3”互换位置，数组变为[1, 2, 4, 5, 3]。
这一轮比较结束后，最小值“1”已经排到正确的位置了，然后对剩下的[2, 4, 5, 3]重复上面的过程。每一轮排序都会将该轮的最小值排到正确的位置，直至剩下最后一个位置，所有排序结束。
算法实现
先定义一个交换函数。
插入排序
简介
插入排序（insertion sort）比前面两种排序方法都更有效率。它将数组分成“已排序”和“未排序”两部分，一开始的时候，“已排序”的部分只有一个元素，然后将它后面一个元素从“未排序”部分插入“已排序”部分，从而“已排序”部分增加一个元素，“未排序”部分减少一个元素。以此类推，完成全部排序。
以对数组[3, 2, 4, 5, 1] 进行从小到大排序为例，步骤如下：
将数组分成[3]和[2, 4, 5, 1]两部分，前者是已排序的，后者是未排序的。
取出未排序部分的第一个元素“2”，与已排序部分最后一个元素“3”比较，因为2小于3，所以2排在3前面，整个数组变成[2, 3]和[4, 5, 1]两部分。
取出未排序部分的第一个元素“4”，与已排序部分最后一个元素“3”比较，因为4大于3，所以4排在3后面，整个数组变成[2, 3, 4]和[5, 1]两部分。
取出未排序部分的第一个元素“5”，与已排序部分最后一个元素“4”比较，因为5大于4，所以5排在4后面，整个数组变成[2, 3, 4, 5]和[1]两部分。
取出未排序部分的第一个元素“1”，与已排序部分最后一个元素“5”比较，因为1小于5，所以再与前一个元素“4”比较；因为1小于4，再与前一个元素“3”比较；因为1小于3，再与前一个元素“2”比较；因为小于1小于2，所以“1”排在2的前面，整个数组变成[1, 2, 3, 4, 5]。
算法实现
算法的实现如下：
合并排序
简介
前面三种排序算法只有教学价值，因为效率低，很少实际使用。合并排序（Merge sort）则是一种被广泛使用的排序方法。
它的基本思想是，将两个已经排序的数组合并，要比从头开始排序所有元素来得快。因此，可以将数组拆开，分成n个只有一个元素的数组，然后不断地两两合并，直到全部排序完成。
以对数组[3, 2, 4, 5, 1] 进行从小到大排序为例，步骤如下：
将数组分成[3, 2, 4]和[5, 1]两部分。
将[3, 2, 4]分成[3, 2]和[4]两部分。
将[3, 2]分成[3]和[2]两部分，然后合并成[2, 3]。
将[2, 3]和[4]合并成[2, 3, 4]。
将[5, 1]分成[5]和[1]两部分，然后合并成[1, 5]。
将[2, 3, 4]和[1, 5]合并成[1, 2, 3, 4, 5]。
算法实现
这里的关键是如何合并两个已经排序的数组。具体实现请看下面的函数。
上面的merge函数，合并两个已经按升序排好序的数组。首先，比较两个数组的第一个元素，将其中较小的一个放入result数组；然后，将其中较大的一个与另一个数组的第二个元素进行比较，再将其中较小的一个放入result数组的第二个位置。以此类推，直到一个数组的所有元素都进入result数组为止，再将另一个数组剩下的元素接着result数组后面返回（使用concat方法）。
有了merge函数，就可以对任意数组排序了。基本方法是将数组不断地拆成两半，直到每一半只包含零个元素或一个元素为止，然后就用merge函数，将拆成两半的数组不断合并，直到合并成一整个排序完成的数组。
上面的代码有一个问题，就是返回的是一个全新的数组，会多占用空间。因此，修改上面的函数，使之在原地排序，不多占用空间。
快速排序
简介
快速排序（quick sort）是公认最快的排序算法之一，有着广泛的应用。
它的基本思想很简单：先确定一个“支点”（pivot），将所有小于“支点”的值都放在该点的左侧，大于“支点”的值都放在该点的右侧，然后对左右两侧不断重复这个过程，直到所有排序完成。
具体做法是：
确定“支点”（pivot）。虽然数组中任意一个值都能作为“支点”，但通常是取数组的中间值。
建立两端的指针。左侧的指针指向数组的第一个元素，右侧的指针指向数组的最后一个元素。
左侧指针的当前值与“支点”进行比较，如果小于“支点”则指针向后移动一位，否则指针停在原地。
右侧指针的当前值与“支点”进行比较，如果大于“支点”则指针向前移动一位，否则指针停在原地。
左侧指针的位置与右侧指针的位置进行比较，如果前者大于等于后者，则本次排序结束；否则，左侧指针的值与右侧指针的值相交换。
对左右两侧重复第2至5步。
以对数组[3, 2, 4, 5, 1] 进行从小到大排序为例，步骤如下：
选择中间值“4”作为“支点”。
第一个元素3小于4，左侧指针向后移动一位；第二个元素2小于4，左侧指针向后移动一位；第三个元素4等于4，左侧指针停在这个位置（数组的第2位）。
倒数第一个元素1小于4，右侧指针停在这个位置（数组的第4位）。
左侧指针的位置（2）小于右侧指针的位置（4），两个位置的值互换，数组变成[3, 2, 1, 5, 4]。
左侧指针向后移动一位，第四个元素5大于4，左侧指针停在这个位置（数组的第3位）。
右侧指针向前移动一位，第四个元素5大于4，右侧指针移动向前移动一位，第三个元素1小于4，右侧指针停在这个位置（数组的第3位）。
左侧指针的位置（3）大于右侧指针的位置（2），本次排序结束。
对 [3, 2, 1]和[5, 4]两部分各自不断重复上述步骤，直到排序完成。
算法实现
首先部署一个swap函数，用于互换两个位置的值。
然后，部署一个partition函数，用于完成一轮排序。
接下来，就是递归上面的过程，完成整个排序。
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