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python排序算法的簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)方法

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1 冒泡排序

 1.1 算法步驟:

比較相鄰的元素。如果第一個(gè)比第二個(gè)大,就交換他們兩個(gè)。

對(duì)每一對(duì)相鄰元素作同樣的工作,從開(kāi)始第一對(duì)到結(jié)尾的最后一對(duì)。這步做完后,最后的元素會(huì)是最大的數(shù)。

針對(duì)所有的元素重復(fù)以上的步驟,除了最后一個(gè)。

持續(xù)每次對(duì)越來(lái)越少的元素重復(fù)上面的步驟,直到?jīng)]有任何一對(duì)數(shù)字需要比較。

(1) 不管原始數(shù)組是否有序,時(shí)間復(fù)雜度都是O(n2)

(2) 空間復(fù)雜度是O(1)

(3) 冒泡排序是從最后一位開(kāi)始確定最大或最小的數(shù),保證后面的數(shù)都是有序的且都大于或小于前面的數(shù)

1.2 算法實(shí)現(xiàn)

def bubble_sort(alist):
    for i in range(len(alist) - 1):
        for j in range(len(alist) - 1 - i):##最后的幾位已經(jīng)確定好大小的不用再次參與排序
            if alist[j] > alist[j + 1]:
                alist[j], alist[j + 1] = alist[j + 1], alist[j]
                count += 1
list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
bubble_sort(list)
print(list)

1.3 算法優(yōu)化

def bubble_sort(alist):
    for i in range(len(alist) - 1):
        count = 0  ## 記錄交換的次數(shù)
        for j in range(len(alist) - 1 - i):
            if alist[j] > alist[j + 1]:
                alist[j], alist[j + 1] = alist[j + 1], alist[j]
                count += 1 ## 如果此次遍歷為未發(fā)生交換,則說(shuō)明數(shù)據(jù)是有序的
        if count == 0:
            return
list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
bubble_sort(list)
print(list)

2 選擇排序

 2.1 算法步驟

  1. 在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置。
  2. 再?gòu)氖S辔磁判蛟刂欣^續(xù)尋找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。
  3. 以此類推,直到所有元素均排序完畢

2.2 算法實(shí)現(xiàn)

def select_sort(alist):
    for i in range(len(alist) - 1):
        min = i  ## i之前的元素已經(jīng)確定位置,假設(shè)第i個(gè)元素為最小值
        for j in range(i, len(alist)):
            if alist[min] > alist[j]: ## 如果后面的元素比第i個(gè)元素小,則記錄該元素的索引為最小元素的索引
                min = j
            alist[i], alist[min] = alist[min], alist[i]
list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
select_sort(list)
print(list)

3 插入排序

3.1 算法步驟

將第一待排序序列第一個(gè)元素看做一個(gè)有序序列,把第二個(gè)元素到最后一個(gè)元素當(dāng)成是未排序序列。
從頭到尾依次掃描未排序序列,將掃描到的每個(gè)元素插入有序序列的適當(dāng)位置。(如果待插入的元素與有序序列中的某個(gè)元素相等,則將待插入元素插入到相等元素的后面。

3.2 算法實(shí)現(xiàn)

def insert_sort(alist):
    for i in range(1, len(alist)):
        for j in range(i, 0, -1):  ## 倒序取從下標(biāo)i的元素開(kāi)始到下標(biāo)0
            if alist[j]  alist[j - 1]:
                alist[j], alist[j - 1] = alist[j - 1], alist[j]


list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
insert_sort(list)
print(list)

3.3 算法優(yōu)化

def insert_sort(alist):
    for i in range(1, len(alist)):
        for j in range(i, 0, -1):  ## 倒序取從下標(biāo)i的元素開(kāi)始到下標(biāo)0
            if alist[j]  alist[j - 1]:
                alist[j], alist[j - 1] = alist[j - 1], alist[j]
            else: ## 如果當(dāng)前數(shù)值大于前一個(gè)數(shù)值,退出
                break


list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
insert_sort(list)
print(list)

4 快速排序

快速排序的基本思想:通過(guò)一趟排序?qū)⒋庞涗浄指舫瑟?dú)立的兩部分,其中一部分記錄的關(guān)鍵字均比另一部分的關(guān)鍵字小,則可分別對(duì)這兩部分記錄繼續(xù)進(jìn)行排序,以達(dá)到整個(gè)序列有序。

4.1 算法描述

快速排序使用分治法來(lái)把一個(gè)串(list)分為兩個(gè)子串(sub-lists)。具體算法描述如下:

  1. 從數(shù)列中挑出一個(gè)元素,稱為 “基準(zhǔn)”(pivot);
  2. 將大于pivot的值放在pivot的右邊;
  3. 將小于pivot的值放在pivot的左邊;
  4. 遞歸地(recursive)把小于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列和大于基準(zhǔn)值元素的子數(shù)列排序

4.2 算法實(shí)現(xiàn)

def quickSort(left, right, lst):
    l, r = left, right ## 確定左右指針
    if left >= right: ## 如果序列只有一個(gè)元素,則退出排序
        return
    ## 確定基準(zhǔn)數(shù)為最左側(cè)元素
    base = lst[left]
    ## base為序列最左側(cè)元素,則應(yīng)為右指針先左移,然后左指針右移  
    while l  r:
        while l  r and lst[r] >= base: ## 如果lr同時(shí)最右側(cè)的值大于等于base,則向左移動(dòng)r指針,退出的條件右指針的值base
            r -= 1
        while l  r and lst[l] = base: ## 如果lr同時(shí)最左側(cè)的值小于等于base,則向右移動(dòng)l指針,退出的條件左指針的值>base
            l += 1
        if l  r:  ##  如果左指針小于右指針(同時(shí)lst[r]  base lst[l] > base,滿足上述兩個(gè)條件),則交換左右指針的值
            lst[l], lst[r] = lst[r], lst[l] 
    lst[l], lst[left] = lst[left], lst[l] ## 基準(zhǔn)數(shù)回歸,將左右指針?biāo)冈睾突鶞?zhǔn)數(shù)進(jìn)行交換
    ## 此時(shí)一次排序結(jié)束
    
    quickSort(left, l - 1, lst) ## 對(duì)基準(zhǔn)數(shù)左側(cè)序列進(jìn)行排序
    quickSort(l + 1, right, lst)  ## 對(duì)基準(zhǔn)數(shù)右側(cè)序列進(jìn)行排序
list = [3, 4, 2, 7, 11, 15, 5]
end = len(list) - 1
quickSort(0, end, list)  ## 開(kāi)始位置索引,結(jié)束位置索引,列表
print(list)

4 四種排序算法的比較

算法 時(shí)間復(fù)雜度(平均) 空間復(fù)雜度 穩(wěn)定性
冒泡排序 O(n2) O(1) 穩(wěn)定
選擇排序 O(n2) O(1) 不穩(wěn)定
插入排序 O(n2) O(1) 穩(wěn)定
快速排序 O(nlog2n) O(nlog2n) 不穩(wěn)定

總結(jié)

到此這篇關(guān)于python排序算法簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python排序算法內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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