數據結構與算法三（冒泡排序、選擇排序、插入排序）

排序：將一組“無序”的記錄序列調整爲“有序”的記錄序列（升序與降序）
列表排序：將無序列表變爲有序列表

• 輸入：列表
• 輸出：有序列表
• 內置排序函數：sort()
  **常見的排序算法有：**冒泡排序、選擇排序、插入排序、快速排序、堆排序、歸併排序、希爾排序、計數排序、基數排序
  （1）冒泡排序（Bubble Sort）（原地排序）
• 列表每兩個相鄰的數，如果前面比後面大，則交換這兩個數。
• 一趟排序完成後，則無序區減少一個數，有序區增加一個數
• 代碼關鍵點：趟數、無序區範圍
  時間複雜度爲O(n²)

def bubble_sortup(li):#冒泡排序升序
    for i in range(len(li)-1):#第i趟
        exchange=False#增加一個標誌位，當某一趟結束後列表順序沒有改變，說明列表已經排好
        for j in range(len(li)-1):
            if li[j]>li[j+1]:
                li[j],li[j+1]=li[j+1],li[j]
                exchange=True
            print(li)
        if not exchange:
            return

def bubble_sortdown(li):#冒泡排序降序
    for i in range(len(li)-1):
        exchange=False#增加一個標誌位，當某一趟結束後列表順序沒有改變，說明列表已經排好
        for j in range(len(li)-1-i):
            if li[j]<li[j+1]:
                li[j],li[j+1]=li[j+1],li[j]
                 exchange=True
            print(li)
        if not exchange:
            return
                        
import random
li1=[random.randint(0,1000) for i in range(1000)]
print(li1)#列表是無序的
bubble_sortup(li1)
print(li1)#冒泡排序後變爲升序

li2=[random.randint(0,1000) for i in range(1000)]
print(li2)#列表是無序的
bubble_sortdown(li2)
print(li2)#冒泡排序後變爲降序

（2）選擇排序（Select Sort）

• 一趟排序記錄最小的數，放到第一個位置
• 再一趟排序記錄列表無序區最小的數，放到第二個位置
• 算法關鍵點：有序區和無序區、無序區最小數的位置
  時間複雜度爲O(n²)

def select_sort(li):
    for i in range(len(li)-1):#i表示第幾趟
        min_loc=i
        for j in range(i+1,len(li)):
            if li[j]<li[min_loc]:
                min_loc=j
        li[i],li[min_loc]=li[min_loc],li[i]
        print(li)
        
li=[3,4,2,1,5,6,8,7,9]
print(li)
select_sort(li)

（3）插入排序

• 初始時手裏（有序區）只有一張牌
• 每次（從無序區）摸一張牌，插入到手裏已有牌的正確位置
• 時間複雜度爲：O(n²)

def insert_sort(li):
    for i in range(1,len(li)):#i表示摸到牌的下標
        tmp=li[i]
        j=i-1#j指的是手裏的牌的下標
        while j>=0 and li[j]>tmp:
            li[j+1]=li[j]
            j-=1
        li[j+1]=tmp
        print(li)
li=[3,2,4,1,5,7,9,6,8]
print(li)
insert_sort(li)