快捷導(dǎo)航

八大排序算法的Python實(shí)現(xiàn)

更新時(shí)間：2021年01月28日 16:57:35 作者：奮斗在路上

這篇文章主要介紹了八大排序算法的Python實(shí)現(xiàn)，對(duì)八大排序算法進(jìn)行詳細(xì)描述和代碼實(shí)現(xiàn)，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價(jià)值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

Python實(shí)現(xiàn)八大排序算法，具體內(nèi)容如下

1、插入排序

描述

插入排序的基本操作就是將一個(gè)數(shù)據(jù)插入到已經(jīng)排好序的有序數(shù)據(jù)中，從而得到一個(gè)新的、個(gè)數(shù)加一的有序數(shù)據(jù)，算法適用于少量數(shù)據(jù)的排序，時(shí)間復(fù)雜度為O(n^2)。是穩(wěn)定的排序方法。插入算法把要排序的數(shù)組分成兩部分：第一部分包含了這個(gè)數(shù)組的所有元素，但將最后一個(gè)元素除外（讓數(shù)組多一個(gè)空間才有插入的位置），而第二部分就只包含這一個(gè)元素（即待插入元素）。在第一部分排序完成后，再將這個(gè)最后元素插入到已排好序的第一部分中。

代碼實(shí)現(xiàn)

def insert_sort(lists):
 # 插入排序
 count = len(lists)
 for i in range(1, count):
  key = lists[i]
  j = i - 1
  while j >= 0:
   if lists[j] > key:
    lists[j + 1] = lists[j]
    lists[j] = key
   j -= 1
 return lists

2、希爾排序

描述

希爾排序(Shell Sort)是插入排序的一種。也稱縮小增量排序，是直接插入排序算法的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。該方法因DL．Shell于1959年提出而得名。希爾排序是把記錄按下標(biāo)的一定增量分組，對(duì)每組使用直接插入排序算法排序；隨著增量逐漸減少，每組包含的關(guān)鍵詞越來(lái)越多，當(dāng)增量減至1時(shí)，整個(gè)文件恰被分成一組，算法便終止。

代碼實(shí)現(xiàn)

def shell_sort(lists):
 # 希爾排序
 count = len(lists)
 step = 2
 group = count / step
 while group > 0:
  for i in range(0, group):
   j = i + group
   while j < count:
    k = j - group
    key = lists[j]
    while k >= 0:
     if lists[k] > key:
      lists[k + group] = lists[k]
      lists[k] = key
     k -= group
    j += group
  group /= step
 return lists

3、冒泡排序

描述

它重復(fù)地走訪過(guò)要排序的數(shù)列，一次比較兩個(gè)元素，如果他們的順序錯(cuò)誤就把他們交換過(guò)來(lái)。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說(shuō)該數(shù)列已經(jīng)排序完成。

代碼實(shí)現(xiàn)

def bubble_sort(lists):
 # 冒泡排序
 count = len(lists)
 for i in range(0, count):
  for j in range(i + 1, count):
   if lists[i] > lists[j]:
    lists[i], lists[j] = lists[j], lists[i]
 return lists

4、快速排序

描述

通過(guò)一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)據(jù)分割成獨(dú)立的兩部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比另外一部分的所有數(shù)據(jù)都要小，然后再按此方法對(duì)這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個(gè)排序過(guò)程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個(gè)數(shù)據(jù)變成有序序列。

代碼實(shí)現(xiàn)

def quick_sort(lists, left, right):
 # 快速排序
 if left >= right:
  return lists
 key = lists[left]
 low = left
 high = right
 while left < right:
  while left < right and lists[right] >= key:
   right -= 1
  lists[left] = lists[right]
  while left < right and lists[left] <= key:
   left += 1
  lists[right] = lists[left]
 lists[right] = key
 quick_sort(lists, low, left - 1)
 quick_sort(lists, left + 1, high)
 return lists

5、直接選擇排序

描述

基本思想：第1趟，在待排序記錄r1 ~ r[n]中選出最小的記錄，將它與r1交換；第2趟，在待排序記錄r2 ~ r[n]中選出最小的記錄，將它與r2交換；以此類推，第i趟在待排序記錄r[i] ~ r[n]中選出最小的記錄，將它與r[i]交換，使有序序列不斷增長(zhǎng)直到全部排序完畢。

代碼實(shí)現(xiàn)

def select_sort(lists):
 # 選擇排序
 count = len(lists)
 for i in range(0, count):
  min = i
  for j in range(i + 1, count):
   if lists[min] > lists[j]:
    min = j
  lists[min], lists[i] = lists[i], lists[min]
 return lists

6、堆排序

描述

堆排序(Heapsort)是指利用堆積樹(shù)（堆）這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的一種排序算法，它是選擇排序的一種?？梢岳脭?shù)組的特點(diǎn)快速定位指定索引的元素。堆分為大根堆和小根堆，是完全二叉樹(shù)。大根堆的要求是每個(gè)節(jié)點(diǎn)的值都不大于其父節(jié)點(diǎn)的值，即A[PARENT[i]] >= A[i]。在數(shù)組的非降序排序中，需要使用的就是大根堆，因?yàn)楦鶕?jù)大根堆的要求可知，最大的值一定在堆頂。

代碼實(shí)現(xiàn)

# 調(diào)整堆
def adjust_heap(lists, i, size):
 lchild = 2 * i + 1
 rchild = 2 * i + 2
 max = i
 if i < size / 2:
  if lchild < size and lists[lchild] > lists[max]:
   max = lchild
  if rchild < size and lists[rchild] > lists[max]:
   max = rchild
  if max != i:
   lists[max], lists[i] = lists[i], lists[max]
   adjust_heap(lists, max, size)

# 創(chuàng)建堆
def build_heap(lists, size):
 for i in range(0, (size/2))[::-1]:
  adjust_heap(lists, i, size)

# 堆排序
def heap_sort(lists):
 size = len(lists)
 build_heap(lists, size)
 for i in range(0, size)[::-1]:
  lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0]
  adjust_heap(lists, 0, i)

7、歸并排序

描述

歸并排序是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法,該算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一個(gè)非常典型的應(yīng)用。將已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每個(gè)子序列有序，再使子序列段間有序。若將兩個(gè)有序表合并成一個(gè)有序表，稱為二路歸并。

歸并過(guò)程為：比較a[i]和a[j]的大小，若a[i]≤a[j]，則將第一個(gè)有序表中的元素a[i]復(fù)制到r[k]中，并令i和k分別加上1；否則將第二個(gè)有序表中的元素a[j]復(fù)制到r[k]中，并令j和k分別加上1，如此循環(huán)下去，直到其中一個(gè)有序表取完，然后再將另一個(gè)有序表中剩余的元素復(fù)制到r中從下標(biāo)k到下標(biāo)t的單元。歸并排序的算法我們通常用遞歸實(shí)現(xiàn)，先把待排序區(qū)間[s,t]以中點(diǎn)二分，接著把左邊子區(qū)間排序，再把右邊子區(qū)間排序，最后把左區(qū)間和右區(qū)間用一次歸并操作合并成有序的區(qū)間[s,t]。

代碼實(shí)現(xiàn)

def merge(left, right):
 i, j = 0, 0
 result = []
 while i < len(left) and j < len(right):
  if left[i] <= right[j]:
   result.append(left[i])
   i += 1
  else:
   result.append(right[j])
   j += 1
 result += left[i:]
 result += right[j:]
 return result

def merge_sort(lists):
 # 歸并排序
 if len(lists) <= 1:
  return lists
 num = len(lists) / 2
 left = merge_sort(lists[:num])
 right = merge_sort(lists[num:])
 return merge(left, right)

8、基數(shù)排序

描述

基數(shù)排序（radix sort）屬于“分配式排序”（distribution sort），又稱“桶子法”（bucket sort）或bin sort，顧名思義，它是透過(guò)鍵值的部份資訊，將要排序的元素分配至某些“桶”中，藉以達(dá)到排序的作用，基數(shù)排序法是屬于穩(wěn)定性的排序，其時(shí)間復(fù)雜度為O (nlog(r)m)，其中r為所采取的基數(shù)，而m為堆數(shù)，在某些時(shí)候，基數(shù)排序法的效率高于其它的穩(wěn)定性排序法。

代碼實(shí)現(xiàn)

import math
def radix_sort(lists, radix=10):
 k = int(math.ceil(math.log(max(lists), radix)))
 bucket = [[] for i in range(radix)]
 for i in range(1, k+1):
  for j in lists:
   bucket[j/(radix**(i-1)) % (radix**i)].append(j)
  del lists[:]
  for z in bucket:
   lists += z
   del z[:]
 return lists

以上就是Python實(shí)現(xiàn)八大排序算法的詳細(xì)介紹，希望對(duì)大家的學(xué)習(xí)有所幫助。

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