想象一下,如果你在面试中被问到,“你能实现冒泡排序吗”?
你自信满满地回答面试官,“当然,你想问的是用JavaScript还是CSS呢?”。
大佬风范迎面而来。
你可能会嗤之以鼻,这有啥好炫耀的呢,“没有面试官会对实现一个模拟冒泡排序的动画印象深刻,好吧?”。
你说的没错!
但是,如果我们创建的这个冒泡排序算法...是通过纯CSS实现的...且额外添加可视化效果呢?
是不是瞬间就感觉高大上了呢?
所以,千万不要错过今天这篇文章!
演示
说明::root元素顶部有5个值:
:root{
--val1: 12;
--val2: 16;
--val3: 9;
--val4: 14;
--val5: 7;
这就是我们今天要演示的未排序的数组!
以上数组等同于:[12,16,9,14,7]。
你可以随意更改这些值(0到20之间的任何值皆可),然后在Codepen UI中按下run,即可为你排序!
图片
注意:如果你在Codepen上操作代码,那么在移动设备上,最后几个动画可能无法播放,显示为空白;而在PC上,CPU风扇可能会转起来!
计算太多的限制就是这样......我不确定是因为内存不足还是什么,但这毫无疑问突破了CSS的极限!
代码如下:
:root{
--val1: 12;
--val2: 16;
--val3: 9;
--val4: 11;
--val5: 7;
--max-val: 20;
--arr1s0: var(--val1);
--arr2s0: var(--val2);
--arr3s0: var(--val3);
--arr4s0: var(--val4);
--arr5s0: var(--val5);
/* step 1 - check 1 and 2*/
--is-1-greater-2-step-1: Min(1, Max(var(--arr1s0) - var(--arr2s0), 0));
--is-2-greater-1-step-1: (1 - var(--is-1-greater-2-step-1));
--arr1s1: calc(var(--is-2-greater-1-step-1) * var(--arr1s0) + var(--is-1-greater-2-step-1) * var(--arr2s0));
--arr2s1: calc(var(--is-1-greater-2-step-1) * var(--arr1s0) + var(--is-2-greater-1-step-1) * var(--arr2s0));
--arr3s1: var(--arr3s0);
--arr4s1: var(--arr4s0);
--arr5s1: var(--arr5s0);
/* step 2 - check 2 and 3*/
--is-2-greater-3-step-2: Min(1, Max(var(--arr2s1) - var(--arr3s1), 0));
--is-3-greater-2-step-2: (1 - var(--is-2-greater-3-step-2));
--arr1s2: var(--arr1s1);
--arr2s2: calc(var(--is-3-greater-2-step-2) * var(--arr2s1) + var(--is-2-greater-3-step-2) * var(--arr3s1));
--arr3s2: calc(var(--is-2-greater-3-step-2) * var(--arr2s1) + var(--is-3-greater-2-step-2) * var(--arr3s1));
--arr4s2: var(--arr4s1);
--arr5s2: var(--arr5s1);
/* step 3 - check 3 and 4*/
--is-3-greater-4-step-3: Min(1, Max(var(--arr3s2) - var(--arr4s2), 0));
--is-4-greater-3-step-3: (1 - var(--is-3-greater-4-step-3));
--arr1s3: var(--arr1s2);
--arr2s3: var(--arr2s2);
--arr3s3: calc(var(--is-4-greater-3-step-3) * var(--arr3s2) + var(--is-3-greater-4-step-3) * var(--arr4s2));
--arr4s3: calc(var(--is-3-greater-4-step-3) * var(--arr3s2) + var(--is-4-greater-3-step-3) * var(--arr4s2));
--arr5s3: var(--arr5s2);
/* step 4 - check 4 and 5*/
--is-4-greater-5-step-4: Min(1, Max(var(--arr4s3) - var(--arr5s3), 0));
--is-5-greater-4-step-4: (1 - var(--is-4-greater-5-step-4));
--arr1s4: var(--arr1s3);
--arr2s4: var(--arr2s3);
--arr3s4: var(--arr3s3);
--arr4s4: calc(var(--is-5-greater-4-step-4) * var(--arr4s3) + var(--is-4-greater-5-step-4) * var(--arr5s3));
--arr5s4: calc(var(--is-4-greater-5-step-4) * var(--arr4s3) + var(--is-5-greater-4-step-4) * var(--arr5s3));
/* step 5 - check 1 and 2*/
--is-1-greater-2-step-5: Min(1, Max(var(--arr1s4) - var(--arr2s4), 0));
--is-2-greater-1-step-5: (1 - var(--is-1-greater-2-step-5));
--arr1s5: calc(var(--is-2-greater-1-step-5) * var(--arr1s4) + var(--is-1-greater-2-step-5) * var(--arr2s4));
--arr2s5: calc(var(--is-1-greater-2-step-5) * var(--arr1s4) + var(--is-2-greater-1-step-5) * var(--arr2s4));
--arr3s5: var(--arr3s4);
--arr4s5: var(--arr4s4);
--arr5s5: var(--arr5s4);
/* step 6 - check 2 and 3*/
--is-2-greater-3-step-6: Min(1, Max(calc(var(--arr2s5) - var(--arr3s5)), 0));
--is-3-greater-2-step-6: calc(1 - var(--is-2-greater-3-step-6));
--arr1s6: var(--arr1s5);
--arr2s6: calc(var(--is-3-greater-2-step-6) * var(--arr2s5) + var(--is-2-greater-3-step-6) * var(--arr3s5));
--arr3s6: calc(var(--is-2-greater-3-step-6) * var(--arr2s5) + var(--is-3-greater-2-step-6) * var(--arr3s5));
--arr4s6: var(--arr4s5);
--arr5s6: var(--arr5s5);
/* step 7 - check 3 and 4*/
--is-3-greater-4-step-7: Min(1, Max(calc(var(--arr3s6) - var(--arr4s6)), 0));
--is-4-greater-3-step-7: calc(1 - var(--is-3-greater-4-step-7));
--arr1s7: var(--arr1s6);
--arr2s7: var(--arr2s6);
--arr3s7: calc(var(--is-4-greater-3-step-7) * var(--arr3s6) + var(--is-3-greater-4-step-7) * var(--arr4s6));
--arr4s7: calc(var(--is-3-greater-4-step-7) * var(--arr3s6) + var(--is-4-greater-3-step-7) * var(--arr4s6));
--arr5s7: var(--arr5s6);
/* step 8 - check 1 and 2*/
--is-1-greater-2-step-8: Min(1, Max(calc(var(--arr1s7) - var(--arr2s7)), 0));
--is-2-greater-1-step-8: calc(1 - var(--is-1-greater-2-step-8));
--arr1s8: calc(var(--is-2-greater-1-step-8) * var(--arr1s7) + var(--is-1-greater-2-step-8) * var(--arr2s7));
--arr2s8: calc(var(--is-1-greater-2-step-8) * var(--arr1s7) + var(--is-2-greater-1-step-8) * var(--arr2s7));
--arr3s8: var(--arr3s7);
--arr4s8: var(--arr4s7);
--arr5s8: var(--arr5s7);
/* step 9 - check 2 and 3*/
--is-2-greater-3-step-9: Min(1, Max(calc(var(--arr2s8) - var(--arr3s8)), 0));
--is-3-greater-2-step-9: calc(1 - var(--is-2-greater-3-step-9));
--arr1s9: var(--arr1s8);
--arr2s9: calc(var(--is-3-greater-2-step-9) * var(--arr2s8) + var(--is-2-greater-3-step-9) * var(--arr3s8));
--arr3s9: calc(var(--is-2-greater-3-step-9) * var(--arr2s8) + var(--is-3-greater-2-step-9) * var(--arr3s8));
--arr4s9: var(--arr4s8);
--arr5s9: var(--arr5s8);
/* step 10 - check 1 and 2*/
--is-1-greater-2-step-10: Min(1, Max(calc(var(--arr1s9) - var(--arr2s9)), 0));
--is-2-greater-1-step-10: calc(1 - var(--is-1-greater-2-step-10));
--arr1s10: calc(var(--is-2-greater-1-step-10) * var(--arr1s9) + var(--is-1-greater-2-step-10) * var(--arr2s9));
--arr2s10: calc(var(--is-1-greater-2-step-10) * var(--arr1s9) + var(--is-2-greater-1-step-10) * var(--arr2s9));
--arr3s10: var(--arr3s9);
--arr4s10: var(--arr4s9);
--arr5s10: var(--arr5s9);
/* colouring divs */
--color1: green;
--color2: red;
--switch1: var(--color1) calc(100% * var(--is-1-greater-2-step-1)),
var(--color2) 0;
--switch2: var(--color1) calc(100% * var(--is-2-greater-3-step-2)),
var(--color2) 0;
--switch3: var(--color1) calc(100% * var(--is-3-greater-4-step-3)),
var(--color2) 0;
--switch4: var(--color1) calc(100% * var(--is-4-greater-5-step-4)),
var(--color2) 0;
--switch5: var(--color1) calc(100% * var(--is-1-greater-2-step-5)),
var(--color2) 0;
--switch6: var(--color1) calc(100% * var(--is-2-greater-3-step-6)),
var(--color2) 0;
--switch7: var(--color1) calc(100% * var(--is-3-greater-4-step-7)),
var(--color2) 0;
--switch8: var(--color1) calc(100% * var(--is-1-greater-2-step-8)),
var(--color2) 0;
--switch9: var(--color1) calc(100% * var(--is-2-greater-3-step-9)),
var(--color2) 0;
--switch10: var(--color1) calc(100% * var(--is-1-greater-2-step-10)),
var(--color2) 0;
/*
--val2s1: calc(var(--is-2-greater-1) * var(--val1) + var(--is-1-greater-2) * var(--val2));
--val2s1: calc(var(--is-1-greater-2) * var(--val1) + var(--is-2-greater-1) * var(--val2));
*/
/*
--color1: red;
--color2: green;
--switch1: var(--color1) calc(100% * var(--is-1-greater-2)),
var(--color2) calc(100% * var(--is-1-greater-2)),
var(--color2) calc(100% * (1 - var(--is-1-greater-2)));
*/
--anim-height: 20px;
}
.grid{
display: flex;
flex-direction: row;
gap: 20px;
align-items: end;
padding: 20px;
height: calc(var(--max-val) * var(--anim-height));
}
.grid div{
background: linear-gradient(grey, grey);
width: 200px;
animation-duration: 12s;
animation-fill-mode: forwards;
}
.div1{
height: calc(var(--arr1s0) * 20px);
animation-name: div1;
}
.div2{
height: calc(var(--arr2s0) * 20px);
animation-name: div2;
}
.div3{
height: calc(var(--arr3s0) * 20px);
animation-name: div3;
}
.div4{
height: calc(var(--arr4s0) * 20px);
animation-name: div4;
}
.div5{
height: calc(var(--arr5s1) * 20px);
animation-name: div5;
}
@keyframes div1{
0%{
height: calc(var(--arr1s0) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch1));
}
9%{
background: linear-gradient(var(--switch1));
}
10%{
height: calc(var(--arr1s1) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
20%{
height: calc(var(--arr1s2) * var(--anim-height));
}
30%{
height: calc(var(--arr1s3) * var(--anim-height));
}
40%{
height: calc(var(--arr1s4) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
41%{
background: linear-gradient(var(--switch5));
}
49%{
background: linear-gradient(var(--switch5));
}
50%{
height: calc(var(--arr1s5) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
60%{
height: calc(var(--arr1s6) * var(--anim-height));
}
70%{
height: calc(var(--arr1s7) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
71%{
height: calc(var(--arr1s7) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch8));
}
79%{
background: linear-gradient(var(--switch8));
}
80%{
height: calc(var(--arr1s8) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
90%{
height: calc(var(--arr1s9) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
91%{
background: linear-gradient(var(--switch10));
}
99%{
background: linear-gradient(var(--switch10));
}
100%{
height: calc(var(--arr1s10) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
}
@keyframes div2{
0%{
height: calc(var(--arr2s0) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch1));
}
10%{
height: calc(var(--arr2s1) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch1));
}
11%{
height: calc(var(--arr2s1) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch2));
}
19%{
background: linear-gradient(var(--switch2));
}
20%{
height: calc(var(--arr2s2) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
30%{
height: calc(var(--arr2s3) * var(--anim-height));
}
40%{
height: calc(var(--arr2s4) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
41%{
height: calc(var(--arr2s4) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch5));
}
49%{
background: linear-gradient(var(--switch5));
}
50%{
height: calc(var(--arr2s5) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch6));
}
59%{
background: linear-gradient(var(--switch6));
}
60%{
height: calc(var(--arr2s6) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
70%{
height: calc(var(--arr2s7) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
71%{
background: linear-gradient(var(--switch8));
}
80%{
height: calc(var(--arr2s8) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch8));
}
81%{
height: calc(var(--arr2s8) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch9));
}
90%{
height: calc(var(--arr2s9) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch9));
}
91%{
height: calc(var(--arr2s9) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch10));
}
99%{
height: calc(var(--arr2s10) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch10));
}
100%{
height: calc(var(--arr2s10) * var(--anim-height));
}
}
@keyframes div3{
0%{
height: calc(var(--arr3s0) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
10%{
height: calc(var(--arr3s1) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
11%{
background: linear-gradient(var(--switch2));
}
20%{
height: calc(var(--arr3s2) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch2));
}
21%{
height: calc(var(--arr3s2) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch3));
}
29%{
background: linear-gradient(var(--switch3));
}
30%{
height: calc(var(--arr3s3) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
40%{
height: calc(var(--arr3s4) * var(--anim-height));
}
50%{
height: calc(var(--arr3s5) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
51%{
height: calc(var(--arr3s5) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch6));
}
59%{
background: linear-gradient(var(--switch6));
}
60%{
height: calc(var(--arr3s6) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch7));
}
69%{
background: linear-gradient(var(--switch7));
}
70%{
height: calc(var(--arr3s7) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
80%{
height: calc(var(--arr3s8) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
81%{
background: linear-gradient(var(--switch9));
}
89%{
background: linear-gradient(var(--switch9));
}
90%{
height: calc(var(--arr3s9) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
100%{
height: calc(var(--arr3s10) * var(--anim-height));
}
}
@keyframes div4{
0%{
height: calc(var(--arr4s0) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
10%{
height: calc(var(--arr4s1) * var(--anim-height));
}
20%{
height: calc(var(--arr4s2) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
21%{
background: linear-gradient(var(--switch3));
}
30%{
height: calc(var(--arr4s3) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch3));
}
31%{
height: calc(var(--arr4s3) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch4));
}
39%{
background: linear-gradient(var(--switch4));
}
40%{
height: calc(var(--arr4s4) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
50%{
height: calc(var(--arr4s5) * var(--anim-height));
}
60%{
height: calc(var(--arr4s6) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
61%{
height: calc(var(--arr4s6) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(var(--switch7));
}
69%{
background: linear-gradient(var(--switch7));
}
70%{
height: calc(var(--arr4s7) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
80%{
height: calc(var(--arr4s8) * var(--anim-height));
}
90%{
height: calc(var(--arr4s9) * var(--anim-height));
}
100%{
height: calc(var(--arr4s10) * var(--anim-height));
}
}
@keyframes div5{
0%{
height: calc(var(--arr5s0) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
10%{
height: calc(var(--arr5s1) * var(--anim-height));
}
20%{
height: calc(var(--arr5s2) * var(--anim-height));
}
30%{
height: calc(var(--arr5s3) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
31%{
background: linear-gradient(var(--switch4));
}
39%{
background: linear-gradient(var(--switch4));
}
40%{
height: calc(var(--arr5s4) * var(--anim-height));
background: linear-gradient(grey, grey);
}
50%{
height: calc(var(--arr5s5) * var(--anim-height));
}
60%{
height: calc(var(--arr5s6) * var(--anim-height));
}
70%{
height: calc(var(--arr5s7) * var(--anim-height));
}
80%{
height: calc(var(--arr5s8) * var(--anim-height));
}
90%{
height: calc(var(--arr5s9) * var(--anim-height));
}
100%{
height: calc(var(--arr5s10) * var(--anim-height));
}
}
解释
动画看起来有点蠢萌蠢萌的,具体的代码也贴上去了。但还有几件很有趣的事情我要说一下:
获取v2 > v1的布尔值
--is-1-greater-2-step-1: Min(1, Max(var(--arr1s0) - var(--arr2s0), 0));
看起来复杂,但其实不然,代码执行以下操作:
- 在数组中,位置1的值减去位置2的值。(为了方便起见,我们称之为diff1and2)
- 找出diff1and2和0的最大值。我们这样做是为了“如果1大于2,得到正值,但如果2大于1,返回0”。这个结果称之为1greaterOrZero。
- 对于1greaterOrZero使用Min确保它不大于1。即,如果OneGreaterOrZero是6,会减少到1,但如果是0,那么返回0。
还是困惑不解吗?这在JS中也可用:
let pos1 = 7;
let pos2 = 15;
let diff1and2 = pos1 - pos2;
//if "diff1and2" is negative the next step will change it to 0;
let OneGreaterOrZero = Math.max(diff1and2, 0);
let result = Math.min(1, OneGreaterOrZero);
console.log(diff1and2, OneGreaterOrZero, result); //always between 0 and 1 as false / true representation.
交换数组位置
现在我们来说说如何在数组中交换位置?
为了实现冒泡排序,如果第一个值大于第二个值,那么我们需要交换这两个值。
这里我忍痛放弃了JS中临时变量的魔法。
是的,我们得这样做:
-arr1s1: calc(var(--is-2-greater-1-step-1) * var(--arr1s0) + var(--is-1-greater-2-step-1) * var(--arr2s0));
--arr2s1: calc(var(--is-1-greater-2-step-1) * var(--arr1s0) + var(--is-2-greater-1-step-1) * var(--arr2s0));
看起来还是那么复杂,不要担心,实际上依然很简单。
在我们之前的function中,我们创建了一个布尔值来查看1是否大于2。所以现在有一个1或一个0。
反之同理:
--is-2-greater-1-step-1: (1 - var(--is-1-greater-2-step-1));
这样做的妙处在于,现在我们可以使用以下技巧:
// in bubble sort, if 1
origArray = [7,2];
// we run our previous functions to get our 2 variables:
oneIsGreater = 1;
twoIsGreater = 0;
// we can now multiply the values together. If [2] is greater than one then we will return the same value. But if [1] is greater than [2] then we will swap the values.
newArray[0] = (twoIsGreater * origArray[0]) + (oneIsGreater * origArray[1]);
newArray[1] = (oneIsGreater * origArray[0]) + (twoIsGreater * origArray[1]);
// which is the same as this:
newArray[0] = 0 * 7 + 1 * 2; //2
newArray[1] = 1 * 7 + 0 * 2; //7
巧妙吧?如果交换oneIsGreater和twoIsGreater,那就返回原始值!
origArray = [7,2];
oneIsGreater = 0;
twoIsGreater = 1;
//same "function"
newArray[0] = (twoIsGreater * origArray[0]) + (oneIsGreater * origArray[1]);
newArray[1] = (oneIsGreater * origArray[0]) + (twoIsGreater * origArray[1]);
// which is the same as this:
newArray[0] = 1 * 7 + 0 * 2; //7
newArray[1] = 0 * 7 + 1 * 2; //2
冒泡排序完成!
之所以有这么多CSS的唯一原因是因为还不能在vanilla CSS中进行循环。因此,我们必须手动编写冒泡排序每个阶段的交换过程:
- 检查并在需要时交换1和2
- 检查并在需要时交换2和3
- 检查并在需要时交换3和4
- 检查并在需要时交换4和5
- 检查并在需要时交换1和2
- 检查并在需要时交换2和3
- 检查并在需要时交换3和4
- 检查并在需要时交换1和2
- 检查并在需要时交换2和3
- 检查并在需要时交换1和2
结语!
再次重申,本文不是教程。但这些有趣的CSS 交换和布尔值的应用,保不定未来某个奇怪的场景中就派上用场了呢!