眺めていられるシェルソートのシミュレーション|JavaScript

// シェルソート
function shellSort(array) {
  let length = array.length;

  let i, j, h, v;
  // 1. 適当な間隔 hを決める
  for(h = 0; h <= length/9; h = 3*h+1);

  // 4. h=1になったら、最後に挿入ソートを適用して終了
  while(h > 0){
    // 2. 間隔 hをあけて取り出したデータ列に挿入ソートを適用する
    for(i = h; i <= length; i++){
      v = array[i];
      j = i;
      while(j >= h && array[j-h] > v){
        array[j] = array[j-h];
        j -= h;
      }
      array[j] = v;
    }
    // 3. 間隔 hを狭めて、2.を適用する操作を繰り返す
    h = Math.round(h/3);
  }
}

<!-- p5js -->
<script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/p5.js/0.7.3/p5.min.js"></script>

<script src="/images/posts/105/shell-sort.js"></script>

<div>
  <div  class="center">配列長： <span id="length">30</span> &nbsp;
    比較回数：<span id="count">0</span>&nbsp;
  </div>
  <div class="center">
    <button type="button" class="button is-primary" onclick="restart();">リスタート</button>
  </div>
  <div id="canvas"  class="has-text-centered"></div>
</div>

<style>
.chart {
  width: 100%;
  height: 400px;
}
.center{
  text-align: center;
  margin: 10px;
}
</style>

let map = [];
let count = 0; // 交換回数
let sorted = false;

// 再描画
function restart() {
  ini();
}

// 初期化
function ini() {
  let array = [];
  map = [];
  count = 0;
  frame = 0;
  sorted = false;

  let length = document.getElementById('length').innerHTML;
  length = parseInt(length);


  // 配列の初期化
  for (let i = 0; i < length; i++) {
    array.push(i + 1);
  }
  array = shuffle(array);

  // 先に交換順序を計算しておく。
  sorted = shellSort(array);
}

// 配列をシャッフル
function shuffle(array) {
  for (let i = array.length - 1; i >= 0; i--) {
    let rand = Math.floor(Math.random() * (i + 1));
    // 配列の数値を入れ替える
    [array[i], array[rand]] = [array[rand], array[i]]
  }
  return array;
}


// p5js
function setup() {
  let canvas = createCanvas(420, 400);
  canvas.parent('canvas');
  // フーレームレートを1/1secにする
  frameRate(10);
  background(color(212, 236, 234));
  // 描画を繰り返さない。
  ini();
}

let frame = 0;
function draw() {
  if (sorted && frame < map.length) {
    // canvasを更新
    background(color(212, 236, 234));

    // 描画
    let m = map[frame];
    drawBar(m.array, m.selected, m.swaped, m.selected_height, m.h, m.i);
    if(m.swaped){
      // 交換したターン
      document.getElementById('count').innerHTML = count > 0  ? count - 1 : 0;
      count++;
    }
    frame++;
  }
}


// バーを表示
function drawBar(array, selected, swaped, selected_height, m_h, m_i) {
  const under = 350;
  const grid_pixel = 10;
  const margin_left = 4;

  for (let i = 0; i < array.length; i++) {
    // gray
    let left = (grid_pixel + margin_left) * i + 2;
    let height = grid_pixel * array[i];

    // 枠線の色
    stroke(0, 0, 0);
    // 通常のバーの色
    fill(color(237, 235, 213));
    
    // rect(left, top, width, height);
    rect(left, under - height, grid_pixel, height);
    fill(color(50, 50, 50));
    rect(left, under - height, grid_pixel, grid_pixel);
    if(i <= m_i && (m_i - i)%m_h == 0){
      // 比較するバーの色
      fill(color(215, 231, 175));
      
      // rect(left, top, width, height);
      rect(left, under - height, grid_pixel, height);
      fill(color(50, 50, 50));
      rect(left, under - height, grid_pixel, grid_pixel);
    }
    // 比較する高さ
    if(selected === i){
      let height = grid_pixel * selected_height;

      fill(color(191, 164, 65));
      rect(left, under - height, grid_pixel, height);
      fill(color(50, 50, 50));
      rect(left, under - height, grid_pixel, grid_pixel);
    }
  }
}

// シェルソート
function shellSort(array) {
  let length = array.length;
  record(false, -1, -1, 0, length - 1 , array); // 初期状態

  let i, j, h, v;
  // 1. 適当な間隔 hを決める
  for(h = 0; h <= length/9; h = 3*h+1);


  // 4. h=1になったら、最後に挿入ソートを適用して終了
  while(h > 0){
    // 2. 間隔 hをあけて取り出したデータ列に挿入ソートを適用する
    for(i = h; i <= length; i++){
      v = array[i];
      j = i;
      while(j >= h && array[j-h] > v){
        array[j] = array[j-h];
        record(true, v, j-h, i, h , array); 
        j -= h;
      }
      array[j] = v;
      record(true, v, j, i, h , array); 
    }
    // 3. 間隔 hを狭めて、2.を適用する操作を繰り返す
    h = Math.round(h/3);
  }
  record(false, -1, -1, 0, length - 1 , array); // 終了状態
  return true
}

// 交換を記録する
function record(swaped, tmp, pivot, i, h, array) {
  map.push(
    {
      swaped: swaped, // 交換したか
      selected: pivot, // 比較している右側
      selected_height: tmp, // 比較している高さ
      i: i,
      h: h,
      array: array.concat(), // コピーして渡す
    });
}