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python排序算法实现

发布时间:2022-12-11 02:57:49

① 快速排序的python 简单实现

快速排序的Python 简单实现

核心思想

先从待排序的数组中找出一个数作为基准数(取第一个数即可),然后将原来的数组划分成两部分:小于基准数的左子数组和大于等于基准数的右子数组。然后对这两个子数组再递归重复上述过程,直到两个子数组的所有数都分别有序。最后返回“左子数组” + “基准数” + “右子数组”,即是最终排序好的数组。

from random import randint

def quicksort(nums):

    iflen(nums) <=1:

        return nums

    # 左子数组

    less = []

    # 右子数组

    greater = []

    # 基准数

    base= nums.pop()

    # 对原数组进行划分

    forxin nums:

        ifx

            less.append(x)

        else:

            greater.append(x)

    # 递归调用

    returnquicksort(less) + [base] + quicksort(greater)if__name__ =='__main__':

    nums = [randint(-1000,1000)forxinrange(100)]

    print (quicksort(nums))

输出:

[1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]

快速排序算法的平均时间复杂度为O(nlogn),通常认为在所有同数量级的排序算法中,快速排序的平均性能是最好的,这也是它被称为“快速排序”的原因。

快速排序算法相比于其他排序算法来说比较耗费空间资源,因为快速排序需要栈空间来实现递归。

快速排序的基准元素的选取非常重要,如果基准元素选取不当,可能影响排序过程的时间复杂度和空间复杂度。为了避免快速排序退化为冒泡排序以及递归栈过深等问题,通常依照“三者取中”的法则来选取基准元素。三者取中法是指在当前待排序的子序列中,将其首元素、尾元素和中间元素进行比较,在三者中取中值作为本趟排序的基准元素。

② 冒泡排序与选择排序的比较(Python实现)

通过学习排序算法,发现冒泡排序和选择排序在算法实现上,十分的近似,下面进行必要的一些讲解:

让数组当中相邻的两个数进行比较, 数组当中比较小的数值向下沉,数值比较大的向上浮!外层for循环控制循环次数,内层for循环控制相邻的两个元素进行比较。

将一个序列分为两部分, 前面是有序序列,后面是无序序列,不断的将后面的无序序列中的最小值添加到前面的有序序列中,直到后面的无序序列中没有值,开始的时候将第一个值作为有序序列。

由于冒泡排序中元素需要两两比较,所以要 遍历 所有元素, 冒牌排序算法,非常适用于寻找列表中最大值或者,最小值

在选择排序中,我们也需要一轮轮的选出剩余的无需元素中的最小值,所以也要一次次的遍历无序列表, 非常契合的使用冒泡的思想去选出最小值

【结论】:看这两个算法其实思维不同,但是实现的编码过程十分一致。如果看程序看蒙了,其实也不要紧,思维上能明白两者的区别就行...

③ python实现快速排序(QuickSort)

快速排序使用分治法来把一个串(list)分为两个子串(sub-lists)。具体算法描述如下:

注:递归到最底部的判断条件是数列的大小是零或一,此时该数列显然已经有序。
选取基准值有数种具体方法,此选取方法对排序的时间性能有决定性影响。

想了解其他排序相关算法可以,看作者的 排序算法专栏 。

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点击下面相应的链接即可查看各个算法的详细介绍及python实现方法

④ python几种经典排序方法的实现

class SortMethod:
'''
插入排序的基本操作就是将一个数据插入到已经排好序的有序数据中,从而得到一个新的、个数加一的有序数据,算法适用于少量数据的排序,时间复杂度为O(n^2)。是稳定的排序方法。
插入算法把要排序的数组分成两部分:
第一部分包含了这个数组的所有元素,但将最后一个元素除外(让数组多一个空间才有插入的位置)
第二部分就只包含这一个元素(即待插入元素)。
在第一部分排序完成后,再将这个最后元素插入到已排好序的第一部分中。
'''
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
'''
希尔排序 (Shell Sort) 是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因 DL.Shell 于 1959 年提出而得名。
希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至 1 时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
'''
def shell_sort(lists):
# 希尔排序
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
'''
冒泡排序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。
'''
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]:
temp = lists[j]
lists[j] = lists[i]
lists[i] = temp
return lists
'''
快速排序
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列
'''
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
'''
直接选择排序
第 1 趟,在待排序记录 r[1] ~ r[n] 中选出最小的记录,将它与 r[1] 交换;
第 2 趟,在待排序记录 r[2] ~ r[n] 中选出最小的记录,将它与 r[2] 交换;
以此类推,第 i 趟在待排序记录 r[i] ~ r[n] 中选出最小的记录,将它与 r[i] 交换,使有序序列不断增长直到全部排序完毕。
'''
def select_sort(lists):
# 选择排序
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
temp = lists[min]
lists[min] = lists[i]
lists[i] = temp
return lists
'''
堆排序 (Heapsort) 是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。
可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值,即 A[PARENT[i]] >= A[i]。
在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。
'''
# 调整堆
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)
# 创建堆
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)
'''
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法 (Divide and Conquer) 的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
归并过程为:
比较 a[i] 和 a[j] 的大小,若 a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素 a[i] 复制到 r[k] 中,并令 i 和 k 分别加上 1;
否则将第二个有序表中的元素 a[j] 复制到 r[k] 中,并令 j 和 k 分别加上 1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到 r 中从下标 k 到下标 t 的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间 [s,t] 以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间 [s,t]。
'''
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):
# 归并排序
if len(lists) <= 1:
return lists
num = len(lists) / 2
left = merge_sort(lists[:num])
right = merge_sort(lists[num:])
return merge(left, right)
'''
基数排序 (radix sort) 属于“分配式排序” (distribution sort),又称“桶子法” (bucket sort) 或 bin sort,顾名思义,它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,借以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序。
其时间复杂度为 O (nlog(r)m),其中 r 为所采取的基数,而 m 为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。
'''
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
---------------------
作者:CRazyDOgen
来源:CSDN
原文:https://blog.csdn.net/jipang6225/article/details/79975312
版权声明:本文为博主原创文章,转载请附上博文链接!

⑤ python中有哪些简单的算法

你好:
跟你详细说一下python的常用8大算法:
1、插入排序
插入排序的基本操作就是将一个数据插入到已经排好序的有序数据中,从而得到一个新的、个数加一的有序数据,算法适用于少量数据的排序,时间复杂度为O(n^2)。是稳定的排序方法。插入算法把要排序的数组分成两部分:第一部分包含了这个数组的所有元素,但将最后一个元素除外(让数组多一个空间才有插入的位置),而第二部分就只包含这一个元素(即待插入元素)。在第一部分排序完成后,再将这个最后元素插入到已排好序的第一部分中。
2、希尔排序
希尔排序(Shell Sort)是插入排序的一种。也称缩小增量排序,是直接插入排序算法的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。该方法因DL.Shell于1959年提出而得名。 希尔排序是把记录按下标的一定增量分组,对每组使用直接插入排序算法排序;随着增量逐渐减少,每组包含的关键词越来越多,当增量减至1时,整个文件恰被分成一组,算法便终止。
3、冒泡排序
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。
4、快速排序
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。
5、直接选择排序
基本思想:第1趟,在待排序记录r1 ~ r[n]中选出最小的记录,将它与r1交换;第2趟,在待排序记录r2 ~ r[n]中选出最小的记录,将它与r2交换;以此类推,第i趟在待排序记录r[i] ~ r[n]中选出最小的记录,将它与r[i]交换,使有序序列不断增长直到全部排序完毕。
6、堆排序
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树(堆)这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆,是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值,即A[PARENT[i]] >= A[i]。在数组的非降序排序中,需要使用的就是大根堆,因为根据大根堆的要求可知,最大的值一定在堆顶。
7、归并排序
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。
归并过程为:比较a[i]和a[j]的大小,若a[i]≤a[j],则将第一个有序表中的元素a[i]复制到r[k]中,并令i和k分别加上1;否则将第二个有序表中的元素a[j]复制到r[k]中,并令j和k分别加上1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到r中从下标k到下标t的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间[s,t]以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间[s,t]。
8、基数排序
基数排序(radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),又称“桶子法”(bucket sort)或bin sort,顾名思义,它是透过键值的部分资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,借以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为O (nlog(r)m),其中r为所采取的基数,而m为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。

⑥ python简单实现基数排序算法

python简单实现基数排序算法
这篇文章主要介绍了python简单实现基数排序算法,仅用4行代码即可实现基数排序算法,非常简单实用,分享给大家供大家参考。
具体实现方法如下:
from random import randint
def main():
A = [randint(1, 99999999) for _ in xrange(9999)]
for k in xrange(8):
S = [ [] for _ in xrange(10)]
for j in A:
S[j / (10 ** k) % 10].append(j)
A = [a for b in S for a in b]
for i in A:
print i
main()

希望本文所述对大家的Python程序设计有所帮助。

⑦ python常见的三种列表排序算法分别是什么

排序是计算机程序设计中的一种重要操作,它的功能是将一个数据元素的任意序列,重新排列成一个关键字有序的序列。那么python列表排序算法有哪些?本文主要为大家讲述python中经常用的三种排序算法:冒泡排序、插入排序和选择排序。

1、冒泡排序

冒泡排序,Bubble

Sort,是一种简单的排序算法。它重复地遍历要排序的数列,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。遍历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。

2、插入排序

插入排序,Insertion

Sort,是一种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。插入排序在实现上,在从后向前的扫描过程中,需要把已排序元素逐步向后挪位,为最新元素提供插入空间。

3、选择排序

选择排序,Selection

Sort,是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下:首先在未排序序列中找到最小、最大元素,存放到排序序列的起始位置,然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小、最大元素。放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所有元素均排序完毕。

⑧ 面试官常问十大经典算法排序(用Python实现)

算法是一种与语言无关的东西,更确切地说就算解决问题的思路,就是一个通用的思想的问题。代码本身不重要,算法思想才是重中之重

我们在面试的时候总会被问到一下算法,虽然算法是一些基础知识,但是难起来也会让人非常头疼。

排序算法应该算是一些简单且基础的算法,但是我们可以从简单的算法排序锻炼我们的算法思维。这里我就介绍经典十大算法用python是怎么实现的。

十大经典算法可以分为两大类:

比较排序: 通过对数组中的元素进行比较来实现排序。

非比较排序: 不通过比较来决定元素间的相对次序。


算法复杂度

冒泡排序比较简单,几乎所有语言算法都会涉及的冒泡算法。

基本原理是两两比较待排序数据的大小 ,当两个数据的次序不满足顺序条件时即进行交换,反之,则保持不变。

每次选择一个最小(大)的,直到所有元素都被输出。

将第一个元素逐个插入到前面的有序数中,直到插完所有元素为止。

从大范围到小范围进行比较-交换,是插入排序的一种,它是针对直接插入排序算法的改进。先对数据进行预处理,使其基本有序,然后再用直接插入的排序算法排序。

该算法是采用 分治法 对集合进行排序。

把长度为n的输入序列分成两个长度为n/2的子序列,对这两个子序列分别采用归并排序,最终合并成序列。

选取一个基准值,小数在左大数在在右。

利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。

堆是一个近似完全二叉树的结构,并同时满足堆积的性质:即子结点的键值或索引总是小于(或者大于)它的父节点。利用最大堆和最小堆的特性。

采用字典计数-还原的方法,找出待排序的数组中最大和最小的元素,统计数组中每个值为i的元素出现的次数,对所有的计数累加,将每个元素放在新数组依次排序。

设置一个定量的数组当作空桶;遍历输入数据,并且把数据一个一个放到对应的桶里去;对每个不是空的桶进行排序;从不是空的桶里把排好序的数据拼接起来。

元素分布在桶中:


然后,元素在每个桶中排序:

取得数组中的最大数,并取得位数;从最低位开始取每个位组成新的数组;然后进行计数排序。

上面就是我整理的十大排序算法,希望能帮助大家在算法方面知识的提升。看懂之后可以去试着自己到电脑上运行一遍。最后说一下每个排序是没有调用数据的,大家记得实操的时候要调用。

参考地址:https://www.runoob.com/w3cnote/ten-sorting-algorithm.html

⑨ Python 算法之冒泡排序

冒泡排序是什么

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。但这种优化对于提升性能来说并没有什么太大作用。


算法步骤

Step1: 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大,就交换他们两个的位置。

Step2: 对每一对相邻元素做同样的工作,从开始第一对到结尾的最后一对。这步做完后,最大的数就是最后一个元素。

Step3: 针对所有的元素重复以上的步骤,除了最后一个以外(因为它已经是排序完成后的)。

Step4: 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。


代码实现

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