Maxscript算法精解：从二分查找、冒泡排序到快速排序

Maxscript算法精解：从二分查找、冒泡排序到快速排序

引用

CSDN

等

16

来源

1.

https://blog.csdn.net/qq_19775361/article/details/141106692

2.

https://blog.csdn.net/weixin_54482403/article/details/138154154

3.

https://blog.csdn.net/m0_53446146/article/details/140246754

4.

https://blog.csdn.net/mufenglaoshi/article/details/136292949

5.

https://m.blog.csdn.net/qq_19775361/category_12755872.html

6.

https://so.csdn.net/so/search?f=&from_code=app_blog_art&from_tracking_code=tag_word&l=&o=vip&q=maxscript%E6%95%99%E5%AD%A6&s=

7.

https://blog.csdn.net/w775198287/article/details/138227168

8.

https://max.book118.com/html/2024/1214/8125030042007007.shtm

9.

https://help.autodesk.com/cloudhelp/2024/CHS/3DSMax-Getting-Started/files/GUID-FE40F021-5444-4709-BF08-DF1F1F0960C3.htm

10.

https://www.cnblogs.com/trykle/articles/13972486.html

11.

https://www.ddooo.com/softdown/208529.htm

12.

https://www.ichacha.net/zaoju/maxscript.html

13.

https://wiki.cnki.com.cn/hotword/217614.htm

14.

https://m.imooc.com/mip/wenda/detail/672559

15.

https://www.yhrjk.com/zhishi/b7341ad09fc249dfa73c1d046791092e.html

16.

https://www.tzsucai.com/softdetail/414.html

在3D建模和动画制作领域，3ds Max是一款不可或缺的工具，而Maxscript作为其官方脚本语言，为开发者提供了强大的自动化和定制能力。本文将带你深入了解Maxscript中几种经典算法的实现，包括二分查找、冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序。

基础准备：Maxscript语法特点

在开始算法学习之前，我们需要熟悉Maxscript的一些基本语法特性，特别是数组操作和循环语句，因为这些是实现算法的基础。

数组操作

在Maxscript中，数组使用#()来创建，可以包含任意类型的数据。例如：

arr = #(1, 2, "cgplusplus", 5+6, 123 as float)

数组元素可以通过索引访问，注意索引从1开始：

firstElement = arr[1]

Maxscript还提供了丰富的数组操作函数，如：

• append arr value：向数组末尾添加元素
• deleteItem arr index：删除指定索引的元素
• findItem arr value：查找元素，返回首次出现的索引
• arr.count：获取数组长度

循环语句

Maxscript支持多种循环结构，其中最常用的是for循环。基本语法如下：

for var in sequence do expression

例如，遍历数组并打印每个元素：

for elem in arr do print elem

二分查找：高效的搜索算法

二分查找是一种在有序数组中查找特定元素的算法，时间复杂度为O(log n)。其基本思想是通过比较中间元素与目标值，逐步缩小搜索范围。

Maxscript实现

fn bin_search arr target =
(
    left = 1
    right = arr.count
    while left <= right do
    (
        mid = (left + right) / 2
        if arr[mid] == target then
            return mid
        else if arr[mid] > target then
            right = mid - 1
        else
            left = mid + 1
    )
    return undefined
)

-- 测试代码
arr = for i = 1 to 500000 collect i
index = bin_search arr 755
if index != undefined then
    print ("Found at index: " + index as string)
else
    print "Not found"

冒泡排序：简单的交换排序

冒泡排序通过重复遍历要排序的数列，比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。遍历数列的工作是重复进行的，直到没有再需要交换的元素为止。

Maxscript实现

fn bubble_sort arr =
(
    for i = 1 to arr.count do
    (
        for j = 1 to (arr.count - i) do
        (
            if arr[j] > arr[j+1] then
                swap arr[j] arr[j+1]
        )
    )
)

-- 测试代码
arr = for i = 1 to 15 collect (random 1 500)
bubble_sort arr
print arr

选择排序：寻找最小值的排序算法

选择排序的工作原理是每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完为止。

Maxscript实现

fn selection_sort arr =
(
    for i = 1 to arr.count do
    (
        minIndex = i
        for j = i+1 to arr.count do
        (
            if arr[j] < arr[minIndex] then
                minIndex = j
        )
        swap arr[i] arr[minIndex]
    )
)

-- 测试代码
arr = #(1, 3, 9, 2, 4)
selection_sort arr
print arr

插入排序：逐步构建有序序列

插入排序的基本操作是将一个记录插入到已经排好序的有序表中，从而得到一个新的、记录数增加1的有序表。具体算法描述如下：

1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
2. 取出下一个元素，在已经排序的序列中从后向前扫描
3. 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
5. 将新元素插入到该位置后
6. 重复步骤2~5

Maxscript实现

fn insertion_sort arr =
(
    for i = 2 to arr.count do
    (
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j > 0 and arr[j] > key do
        (
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        )
        arr[j + 1] = key
    )
)

-- 测试代码
arr = #(100, 7, 9, 2, 4, 6)
insertion_sort arr
print arr

快速排序：分治法的典范

快速排序使用分治法策略来把一个序列分为较小和较大的两个子序列，然后递归地排序两个子序列。基本步骤如下：

1. 选择一个基准元素
2. 将所有小于基准的元素放到基准前面，大于基准的元素放到基准后面
3. 对左右两个子序列递归执行上述过程

Maxscript实现

fn quick_sort arr =
(
    if arr.count <= 1 then
        return arr
    pivot = arr[1]
    left = #()
    right = #()
    for i = 2 to arr.count do
    (
        if arr[i] < pivot then
            append left arr[i]
        else
            append right arr[i]
    )
    return quick_sort left + #(pivot) + quick_sort right
)

-- 测试代码
arr = for i = 1 to 15 collect (random 1 500)
sortedArr = quick_sort arr
print sortedArr

实践应用：算法在3D建模中的价值

在3D建模和动画制作中，这些算法可以应用于多个场景：

• 模型数据处理：对大量顶点数据进行排序和查找，优化模型结构
• 动画关键帧管理：通过排序和查找算法，高效管理动画关键帧数据
• 材质贴图处理：在处理UV坐标时，需要对大量数据进行排序和查找
• 插件开发：在开发自定义工具时，算法可以提升工具的效率和用户体验

通过掌握这些算法，你可以更高效地开发出功能强大、性能优秀的Maxscript插件，为3D建模和动画制作工作带来便利。

总结

本文详细介绍了二分查找、冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序在Maxscript中的实现。通过这些算法的学习，你不仅能提升编程能力，还能在3D建模和动画制作中开发出更高效的工具。建议读者动手实践这些算法，通过实际操作加深理解。