Python：插入排序、选择排序与冒泡排序

最新推荐文章于 2025-05-16 13:34:34 发布

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#插入排序 #冒泡排序 #选择排序

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本文深入探讨了三种基本的数组排序算法：插入排序、选择排序和冒泡排序。通过Python实现，详细解释了每种算法的工作原理，包括算法思想、步骤及代码实现。

在此之前，上篇博客介绍了关于插入排序与选择排序的栈的实现方法，而本文排序算法是基于数组（Python 列表）

插入排序

"""
算法思想：
n为序列长度

将待排序序列分成两段，一段是已排序序列（初始长度为0），另一段是未排序序列（初始长度为n），
（若待排序序列不为空，已排序序列长度初始也可以是1，这样可以少执行一次）

算法每次从未排序序列中取出一个元素，随后找到它在已排序序列中的位置，并将它插入已排序序列
共执行n次

"""

Python实现：

def insertion_sort(array):
    values = list(array)

    for i in range(1, len(values)):
        """找到value[i] 在 已排序序列values[0]~values[i-1]中的位置，并将之插入"""
        # 从小到大

        # 此处必须要tmp，否则在下面用到value[i]时，会因为value[i]已被改变而出错
        tmp = values[i]

        # j = 0 此处貌似 是PyCharm的问题，显示 j never be used
        for j in range(i - 1, -1, -1):
            if values[j] > tmp:
                values[j + 1] = values[j]
            else:
                values[j + 1] = tmp
                break
        # print(j)
    return type(array)(values)

2.选择排序（简单选择排序）

"""
选择排序：
        算法思想：
            假设 array 长度为 n

            对array[i]，算法寻找出 序列{array[j>=i]} 的最小值（从小到大）array[j]
            交换array[i] 与array[j]
"""

Python实现：

def selection_sort(array):
    values = list(array)
    for i in range(0, len(values)):

        # 寻找最小值min_
        min_ = i
        for j in range(i, len(values)):
            if values[min_] > values[j]:
                min_ = j

        # 交换值
        a = values[min_]
        b = values[i]
        values[min_] = b
        values[i] = a

        # 使用异或或加减法，交换数组元素值时要特别注意，当min_==i时，下一步使用的值已经变了，导致结果错误，下面的就是如此：
        # values[min_] = values[min_] ^ values[i]
        # values[i] = values[min_] ^ values[i]
        # values[min_] = values[min_] ^ values[i]
        """
        原理：a^0 == a, 0 == a^a
        相似的还有加交换：
        a = a+b
        b = a-b
        a = a-b
        """

    return type(array)(values)

3.冒泡排序

"""
冒泡排序：
    算法思想：
        未排序的序列，必然存在两个不符合排序规则的相邻元素。
        array 长度 为 n
        一轮排序过程：
            对array[i]，将之array[i+1]比较，并交换他们的值，然后i++，直到i = n-1-i(n-i~n-1是已经排好序的，再参与比较无意义)
        一轮排序结果：
            经过一轮排序后，会将0~n-i-1中的最大值放到后面n-i-1的位置

        (从大到小排序以从n-1~0的顺序执行，每轮排序会将未参与排序的序列中的最小值放到前面）

"""

def bubbleSort(array):
    values = list(array)

    for i in range(0, len(values)):

        for j in range(0, len(values) - i - 1):
            if values[j] > values[j + 1]:
                # 此处j == j+1 恒为假，可以放心使用异或 或 加减排序
                values[j] = values[j] ^ values[j + 1]
                values[j + 1] = values[j] ^ values[j + 1]
                values[j] = values[j] ^ values[j + 1]

    return type(array)(values)

PS：代码clone地址：https://github.com/Rlyslata/DataStauct-And-Algorithm

路径：数组排序算法/BubbleSort/ 数组排序算法/InsertionSort/ 数组排序算法/SelectSort/