常见排序算法

用python实现常见排序算法

排序列表：a=[1, 11, 17, 15, 14, 18, 19, 5, 6, 18]

冒泡排序法

原理：依次比较相邻元素的大小，并将大的元素后移，那么经过第一轮的排序后，最大值已经排到最后一位了；第二轮排序时，只需要将前len(a)-1个元素排序即可；依次重复len(a)-1轮即可完成排序

实现代码：

#冒泡排序
for i in range(len(a)-1):
    for j in range(len(a)-i-1):
        if a[j]>a[j+1]:
            a[j],a[j+1]=a[j+1],a[j]
print(a)

优化思路：如果某一轮两两比较中没有任何元素交换，这说明已经都排好序了，算法结束，可以使用一个Flag做标记，默认为false，如果发生交互则置为true，每轮结束时检测Flag，如果为true则继续，如果为false则返回。

#冒泡排序算法优化
for i in range(len(a)-1):
    flag=False
    for j in range(len(a)-i-1):
        if a[j]>a[j+1]:
            a[j],a[j+1]=a[j+1],a[j]
            flag=True
    print("第{}轮排序,结果为：{}".format(i,a))
    if not flag:
        break

插入排序法

算法思想：遍历数组，遍历到 i 时，a0,a1…ai-1是已经排好序的，取出ai，从ai开始向前相邻两个比较大小，如果后面元素小于前面，则互换位置，如果不小于，则直接跳出该轮的循环。当待排序的数据基本有序时，插入排序的效率比较高，只需要进行很少的数据移动。

#插入排序法
for i in range(1,len(a)):
    for j in range(i,0,-1):
        print("i:{},j:{},a[{}]={},a[{}]={}".format(i,j,j,a[j],j-1,a[j-1]))
        if a[j]<a[j-1]:
            a[j],a[j-1]=a[j-1],a[j]
            print("第{}-{}轮排序结果为：{}".format(i,j,a))
        else:
            break  #由于前j-1个元素已经按照从小到大的顺序排列好了，如果发现第j个大于第j-1个元素，则可以不用进行该轮的两两比较了

快速排序法

算法思想：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。

#快速排序法

def quick_sort(data):
    if len(data)>=2:
        mid=data[len(data)//2]#选取一个基准值，可以是第一个也可以是最后一个，随机选
        left,right=[],[]
        data.remove(mid) #删除基准值，那基准值和剩下的元素一一比较，并分别将大于和小于等于基准值的元素分别放在右列表和左列表中
        for num in data:
            if num>mid:
                right.append(num)
            else:
                left.append(num)
        return quick_sort(left)+[mid]+quick_sort(right)
    else:
        return data
    

选择排序法

算法思想：每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。

#选择排序法
for i in range(len(a)-1):
    min_index=i
    for j in range(i+1,len(a)):
        if a[j]<a[min_index]:
            min_index=j
    a[i],a[min_index]=a[min_index],a[i]
print(a)