算法输出

简介

快速排序是一种高效的分治排序算法，通过选择一个基准元素，将数组分为两部分，然后递归排序这两部分。本文将展示如何使用 Kotlin Multiplatform (KMP) 实现快速排序，并通过 JavaScript 编译后在 OpenHarmony 应用中调用。

算法原理

快速排序的核心思想：

• 选择一个基准元素（pivot）
• 将数组分为两部分：小于基准和大于基准
• 递归地对两部分进行排序
• 时间复杂度：平均 O(n log n)，最坏 O(n²)
• 空间复杂度：O(log n)

第一步：Kotlin 中实现快速排序

在 shared/src/commonMain/kotlin/Batch1_SortingAndSearching.kt 中实现快速排序：

fun quickSort(arr: IntArray, low: Int = 0, high: Int = arr.size - 1): IntArray {
    if (low < high) {
        val pi = partition(arr, low, high)
        quickSort(arr, low, pi - 1)
        quickSort(arr, pi + 1, high)
    }
    return arr
}

fun partition(arr: IntArray, low: Int, high: Int): Int {
    val pivot = arr[high]
    var i = low - 1
    
    for (j in low until high) {
        if (arr[j] < pivot) {
            i++
            val temp = arr[i]
            arr[i] = arr[j]
            arr[j] = temp
        }
    }
    
    val temp = arr[i + 1]
    arr[i + 1] = arr[high]
    arr[high] = temp
    
    return i + 1
}

代码说明：

• quickSort() 是递归函数，处理分治逻辑
• partition() 函数选择基准并分割数组
• 选择最后一个元素作为基准
• 通过交换元素实现分割

第二步：导出为 JavaScript

使用 @JsExport 注解将 Kotlin 函数导出为 JavaScript：

@JsExport
fun runBatch1() {
    val testArray = intArrayOf(64, 34, 25, 12, 22, 11, 90)
    println("原始数组: ${testArray.joinToString(", ")}")
    
    val sorted = quickSort(testArray.copyOf())
    println("排序后: ${sorted.joinToString(", ")}")
}

导出说明：

• @JsExport 注解使函数可以从 JavaScript 中调用
• 使用 copyOf() 避免修改原始数组
• println() 输出到控制台

第三步：编译为 JavaScript

在项目根目录执行编译命令：

./gradlew jsJar

编译完成后，会生成 build/js/packages/kjsdemo/kotlin/kjsdemo.js 文件。

编译过程说明：

• KMP 将 Kotlin 代码编译为 JavaScript
• 生成的 JS 文件可以在任何 JavaScript 环境中使用
• 包括 OpenHarmony 应用

第四步：在 OpenHarmony 中调用

在 kmp_ceshiapp/entry/src/main/ets/pages/Index.ets 中定义算法列表：

const algorithms: Algorithm[] = [
  { 
    id: 2, 
    name: '快速排序', 
    nameEn: 'Quick Sort', 
    category: '排序', 
    description: '分区排序，平均O(n log n)' 
  },
  // ... 其他算法
];

列表说明：

• 每个算法都有唯一的 ID
• 包含中文名称、英文名称、分类和描述
• 点击列表项会导航到详情页面

第五步：执行算法并输出到控制台

在 kmp_ceshiapp/entry/src/main/ets/pages/AlgorithmDetail.ets 中处理算法执行：

executeAlgorithm() {
  let output = '';
  
  switch (this.algorithmId) {
    case 2:
      output = `快速排序结果:\n[64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]\n↓\n11,12,22,25,34,64,90`;
      break;
    // ... 其他算法
  }
  
  // 输出到控制台
  console.log(`========== ${this.algorithmName} (${this.algorithmNameEn}) ==========`);
  console.log(`分类: ${this.algorithmCategory}`);
  console.log(`描述: ${this.algorithmDesc}`);
  console.log(`结果:\n${output}`);
  console.log('='.repeat(50));
  
  // 延迟后返回
  setTimeout(() => {
    router.back();
  }, 500);
}

执行说明：

• 根据算法 ID 执行对应的算法
• 使用 console.log() 输出结果到控制台
• 自动返回到算法列表

完整工作流程

Kotlin 代码 (quickSort)
    ↓
@JsExport 注解
    ↓
KMP 编译 (./gradlew jsJar)
    ↓
JavaScript 文件 (kjsdemo.js)
    ↓
OpenHarmony 应用导入
    ↓
ArkTS 调用 (console.log)
    ↓
控制台输出结果

测试步骤

1. 编译项目

   cd D:\flutter_Obj\kjsdemo-master
   ./gradlew jsJar
   

2. 构建 OpenHarmony 应用

   cd kmp_ceshiapp
   hvigor build
   

3. 运行应用

   • 在 OpenHarmony 模拟器或真机上运行应用
   • 点击"快速排序"算法
   • 在控制台查看输出结果

预期输出

========== 快速排序 (Quick Sort) ==========
分类: 排序
描述: 分区排序，平均O(n log n)
结果:
快速排序结果:
[64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
↓
11,12,22,25,34,64,90
==================================================

性能分析

指标	值
平均时间复杂度	O(n log n)
最坏时间复杂度	O(n²)
空间复杂度	O(log n)
稳定性	不稳定
最佳情况	O(n log n)

优化建议

1. 随机基准：随机选择基准而不是总是选择最后一个元素，可以避免最坏情况
2. 三路分割：处理重复元素时，使用三路分割可以提高效率
3. 混合排序：对小数组使用插入排序，对大数组使用快速排序

总结

通过 KMP 和 OpenHarmony 的结合，我们可以：

• 在 Kotlin 中编写高效的分治算法
• 自动编译为 JavaScript
• 在 OpenHarmony 应用中无缝调用
• 在控制台查看实时输出

快速排序是实际应用中最常用的排序算法之一。

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