常見排序算法的python實現

冒泡排序

def bubble_sort(li):
   for i in range(len(li)-1): # i表示第幾趟
       for j in range(len(li)-i-1): # j表示圖中的箭頭
           if li[j] > li[j+1]:
               li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]
 
============冒泡排序(優化)============
def bubble_sort_1(li):
   for i in range(len(li)-1): # i表示第幾趟
       exchange = False
       for j in range(len(li)-i-1): # j表示圖中的箭頭
           if li[j] > li[j+1]:
               li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]
               exchange = True
       if not exchange:
           return

選擇排序

def select(li):
   for i in range(len(li)):
       # 第i趟開始時 無序區:li[i:]
       # 找無序區最小值,保存最小值的位置
       min_index = i
       for j in range(i + 1, len(li)):
           if li[j] < li[min_index]:
               min_index = j
       li[min_index], li[i] = li[i], li[min_index]

插入排序

def insert_sort(li):
   for i in range(1, len(li)): # i是摸到的牌的下標
       tmp = li[i]     # tmp是摸到牌的值
       # 方法一
       j = i - 1 # j是手裏最後一張牌的下標    li[j]是手裏最後一張牌的值
       while j >= 0 and li[j] > tmp:   # 兩個終止條件:j小於0表示tmp是最小的 順序不要亂 
           li[j+1] = li[j]
           j -= 1
       # 方法二
       # for j in range(i-1, -1, -1):
       #     if li[j] > tmp:
       #         li[j+1] = li[j]
       #     else:
       #         break
       li[j+1] = tmp   #將摸到的牌 插入到 往前挪過之後的 j 的後一位

快速排序

def part(li, left, right):  # 列表,最左索引,最右索引
   tmp = li[left]  # 先找個臨時變量把第一個元素存起來
   while left < right:  # 當最左小於最右
       while left < right and li[right] >= tmp:  # 當最左<最右 且 最右邊的值大於等於臨時變量
           right -= 1  # 最右 往左 挪 1 個單位長度
       li[left] = li[right]  # 都不滿足:把挪完之後的最右的值 賦值給 最左的值(即最右的值小於臨時變量時,這個值挪到當前最左的值)
       while left < right and li[left] <= tmp:  # 當最左<最右 且 最左邊的值小於等於臨時變量
           left += 1  # 最左 往右 挪 1 個單位長度
       li[right] = li[left]  # 都不滿足:把挪完之後的最左的值 賦值給 最右的值(即最左的值大於臨時變量時,這個值挪到當前最右的值)
   li[left] = tmp  # 當前最左最右的值相等時,把這個值賦給臨時變量
   return left  # 返回當前臨時變量的索引
 
 
def quick(li, left, right):
   if left < right:  # 如果左索引<右索引
       mid = part(li, left, right)  # 調用part進行分區 返回一個索引賦給mid
       quick(li, left, mid - 1)  # 遞歸調用quick 直到left=mid-1
       quick(li, mid + 1, right)  # 遞歸調用quick 直到mid+1=right
 
 
li = list(range(1000))
import random
random.shuffle(li)
print(li)
 
quick(li, 0, len(li) - 1)
print(li)

堆排序

def sift(li, low, high):
   tmp = li[low]
   i = low
   j = 2 * i + 1
   while j <= high: # 退出條件2:當前i位置是葉子結點,j位置超過了high
       # j 指向更大的孩子
       if j + 1 <= high and li[j+1] > li[j]:
           j = j + 1 # 如果右孩子存在並且更大,j指向右孩子
       if tmp < li[j]:
           li[i] = li[j]
           i = j
           j = 2 * i + 1
       else:       # 退出條件1:tmp的值大於兩個孩子的值
           break
   li[i] = tmp
 
@cal_time
def heap_sort(li):
   # 1. 建堆
   n = len(li)
   for i in range(n//2-1, -1, -1):
       # i 是建堆時要調整的子樹的根的下標
       sift(li, i, n-1)
   # 2.挨個出數
   for i in range(n-1, -1, -1): #i表示當前的high值 也表示棋子的位置
       li[i], li[0] = li[0], li[i]
       # 現在堆的範圍 0~i-1
       sift(li, 0, i-1)

歸併排序

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
   # for k in range(low, high+1):
   #     li[k] = ltmp[k-low]
   li[low:high+1] = ltmp
 
def merge_sort(li, low, high):
   if low < high:
       mid = (low + high) // 2
       merge_sort(li, low, mid)
       merge_sort(li, mid+1, high)
       merge(li, low, mid, high)
 
# li = list(range(10000))
# random.shuffle(li)
# merge_sort(li, 0, len(li)-1)
# print(li)
li = [10,4,6,3,8,2,5,7]
merge_sort(li, 0, len(li)-1)

總結

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