本文用Python实现了插入排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序

本文详细介绍了几种经典的排序算法,包括插入排序、希尔排序、冒泡排序和快速排序。每种算法都提供了详细的描述及其实现代码,便于读者理解和实践。

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1、插入排序

描述

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。

代码实现

def insert_sort(lists):
    # 插入排序
    count = len(lists)
    # 从第二个开始
    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、希尔排序

描述

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。

代码实现

 # 方法 一

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


# 方法二
def shell_sort(list):
    '''希尔排序
    O(n**2)'''
    n = len(l)
    gap = n // 2
    while gap > 0:
        for i in range(gap, n):
            while i > 0:
                if list[i - gap] > list[i]:
                    list[i], list[i - gap] = list[i - gap], list[i]
                    i -= gap
                else:
                    break
        gap //= 2
    return list


3、冒泡排序

描述

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。

代码实现

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。

代码实现【1】

def quick_sort(lists, left, right):
    # 快速排序, left 指的是列表左边开始下标, right 指的是列表最后一个元素下标
    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


代码实现【2】利用递归和列表推导式

def quick_sort(list):
    if len(list) <= 1:
        return list
    key = list[0]
    left = [x for x in list[1:] if x < key]
    right = [x for x in list[1:] if x > key]
    return quick_sort(left) + [key] + quick_sort(right)




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