Python 实现排序算法
常见的内部排序算法有:插入排序、希尔排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序、基数排序等。
冒泡排序
冒泡排序(Bubble Sort)也是一种简单直观的排序算法。它重复地走访过要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换,也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是因为越小的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端。
作为最简单的排序算法之一,冒泡排序给我的感觉就像 Abandon 在单词书里出现的感觉一样,每次都在第一页第一位,所以最熟悉。冒泡排序还有一种优化算法,就是立一个 flag,当在一趟序列遍历中元素没有发生交换,则证明该序列已经有序。但这种改进对于提升性能来说并没有什么太大作用。
算法步骤
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比较相邻元素,若第一个比第二个大,则交换位置;
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对每一对相邻元素作同样工作,从第一对到最后一对,做完后,最后的元素是最大的数字;
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对除了最后一个数字的剩下元素重复之前的步骤;
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持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤,直到没有任何一对数字需要比较。
Python 代码
def bubbleSort(arr):
for i in range(1, len(arr)):
for j in range(0, len(arr) - i):
if arr[j] > arr[j + 1]:
arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
return arr
选择排序
选择排序是一种简单直观的排序算法,无论什么数据进去都是 O(n²) 的时间复杂度。所以用到它的时候,数据规模越小越好。唯一的好处可能就是不占用额外的内存空间了吧。
算法步骤
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首先在未排序的序列中找到最小的元素,放在序列的起始位置;
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再从剩余的元素中继续寻找最小的元素,放到已排序序列的末尾;
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重复第二步,直到全部排序完毕。
Python 代码
def selectionSort(arr):
for i in range(0, len(arr) - 1):
minIndex = i
for j in range(i + 1, len(arr)):
if arr[j] < arr[minIndex]
minIndex = j
if i != minIndex:
arr[i], arr[minIndex] = arr[minIndex], arr[i]
return arr
插入排序
插入排序的代码实现虽然没有冒泡排序和选择排序那么简单粗暴,但它的原理应该是最容易理解的了,因为只要打过扑克牌的人都应该能够秒懂。插入排序是一种最简单直观的排序算法,它的工作原理是通过构建有序序列,对于未排序数据,在已排序序列中从后向前扫描,找到相应位置并插入。
算法步骤
- 将待排序序列第一个元素看做一个有序序列,把第二个元素到最后一个元素当成未排序序列;
- 从头到尾依次扫描未排序序列,将扫描到的每个元素插入有序序列的适当位置(如果待插入的元素与有序序列中的某个元素相等,则将待插入元素插入到相等元素的后面)。
Python 代码
def insertionSort(arr):
for i in range(0, len(arr)):
preIndex = i - 1
current = arr[i]
while preIndex >=0 and arr[preIndex] > current:
arr[preIndex + 1] = arr[preIndex]
preIndex -= 1
arr[preIndex + 1] = current
return arr