算法NB三人组

#快速排序-除了python自带的sort排序模块之外就这个最好用，只需会这个就行，其他的排序了解就好，能用冒泡，插入。。的都可以用快排快速实现
import random
from timewrap import *
import copy
import sys


sys.setrecursionlimit(100000)             #更改最大递归深度

def partition(li, left, right):           #无序列表，最小值，最大值    ，归位
    # ri = random.randint(left, right)
    # li[left], li[ri] = li[ri], li[left]
    tmp = li[left]        #取出来了li[left]
    while left < right:  #至少有两个元素

        while left < right and li[right] >= tmp:
            right -= 1
        li[left] = li[right]

        while left < right and li[left] <= tmp:
            left += 1
        li[right] = li[left]
    li[left] = tmp    #最后还得赋值回去
    return left


def _quick_sort(li, left, right):             #不能再这里直接加装饰器，否则会进入无限递归
    if left < right:    # 至少有两个元素
        mid = partition(li, left, right)      #归位后的值
        _quick_sort(li, left, mid-1)          #递归左边的值使其归位
        _quick_sort(li, mid+1, right)         #递归右边的值使其归位

@cal_time
def quick_sort(li):                             #加壳处理
    return _quick_sort(li, 0, len(li)-1)

@cal_time
def sys_sort(li):                    #系统自带排序
    li.sort()

li = list(range(100000))
random.shuffle(li)          #随机产生10000个数打乱并加入到列表


#sys_sort(li1)
quick_sort(li)

# 堆排序
from timewrap import *
import random

def _sift(li, low, high):
    """
    :param li:
    :param low: 堆根节点的位置
    :param high: 堆最有一个节点的位置
    :return:
    """
    i = low  # 父亲的位置
    j = 2 * i + 1  # 孩子的位置
    tmp = li[low]  # 原省长
    while j <= high:
        if j + 1 <= high and li[j + 1] > li[j]:  # 如果右孩子存在并且右孩子更大
            j += 1
        if tmp < li[j]:  # 如果原省长比孩子小
            li[i] = li[j]  # 把孩子向上移动一层
            i = j
            j = 2 * i + 1
        else:
            li[i] = tmp  # 省长放到对应的位置上(干部)
            break
    else:
        li[i] = tmp  # 省长放到对应的位置上(村民/叶子节点)


def sift(li, low, high):
    """
    :param li:
    :param low: 堆根节点的位置
    :param high: 堆最有一个节点的位置
    :return:
    """
    i = low         # 父亲的位置
    j = 2 * i + 1   # 孩子的位置
    tmp = li[low]   # 原省长
    while j <= high:
        if j + 1 <= high and li[j+1] > li[j]: # 如果右孩子存在并且右孩子更大
            j += 1
        if tmp < li[j]: # 如果原省长比孩子小
            li[i] = li[j]  # 把孩子向上移动一层
            i = j
            j = 2 * i + 1
        else:
            break
    li[i] = tmp


@cal_time
def heap_sort(li):
    n = len(li)
    # 1. 建堆
    for i in range(n//2-1, -1, -1):
        sift(li, i, n-1)
    # 2. 挨个出数
    for j in range(n-1, -1, -1):    # j表示堆最后一个元素的位置
        li[0], li[j] = li[j], li[0]
        # 堆的大小少了一个元素 （j-1）
        sift(li, 0, j-1)


li = list(range(10000))
random.shuffle(li)
heap_sort(li)
print(li)

# li=[2,9,7,8,5,0,1,6,4,3]
# sift(li, 0, len(li)-1)
# print(li)

# 归并排序
import random
from timewrap import *
import copy
import sys


def merge(li, low, mid, high):
    i = low
    j = mid + 1
    ltmp = []
    while i <= mid and j <= high:
        if li[i] < li[j]:
            ltmp.append(li[i])
            i += 1
        else:
            ltmp.append(li[j])
            j += 1
    while i <= mid:
        ltmp.append(li[i])
        i += 1
    while j <= high:
        ltmp.append(li[j])
        j += 1
    li[low:high+1] = ltmp


def _merge_sort(li, low, high):
    if low < high:  # 至少两个元素
        mid = (low + high) // 2
        _merge_sort(li, low, mid)
        _merge_sort(li, mid+1, high)
        merge(li, low, mid, high)
        print(li[low:high+1])


def merge_sort(li):
    return _merge_sort(li, 0, len(li)-1)


li = list(range(16))
random.shuffle(li)
print(li)
merge_sort(li)

print(li)