三大排序算法总结：冒泡、选择、归并排序

最新推荐文章于 2025-04-06 17:59:54 发布

AI航海家(Ethan)

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分类专栏：算法 python 文章标签：排序算法算法数据结构

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嘿，各位代码侠们！准备好迎接一场激动人心的排序算法擂台赛了吗？今天的主角是冒泡排序、选择排序和归并排序。让我们一起探究这三位选手在算法界的精彩表现，看看谁才是真正的王者！

第一位选手：冒泡排序

冒泡排序可以说是排序算法中的元老了。它的简单和朴素，让它在初学者的代码世界中大放异彩。冒泡排序的基本思想就是：不断地比较相邻元素并交换位置，使较大的元素“冒”到列表的最后。想象一下，一群气泡从低到高浮上水面，噗噗冒出来！

步骤：

从列表的第一个元素开始，逐个比较相邻的元素。
如果前者比后者大，交换位置。
一轮之后，最大的元素浮到最后的位置。
重复上述步骤，直到整个列表有序。

代码实现：

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
        print(f"After pass {i+1}: {arr}")

# Let's test it out!
array_to_sort = [34, 7, 23, 32, 5, 62]
bubble_sort(array_to_sort)
print(f"Sorted array: {array_to_sort}")

优点： 简单易懂，适合少量数据排序。
缺点： 效率低，尤其是当数据量大的时候，冒泡排序可能是个慢吞吞的乌龟。

第二位选手：选择排序

选择排序就像是一位挑剔的买手，每次从乱轰轰的市场中挑一个最小（或最大）的带回家。具体来说，选择排序的思路是：每一轮从未排序部分选择一个最小（或最大）的元素放到已排序部分的末尾。如此反复，直到整个列表有序。

步骤：

从未排序部分中找到最小的元素。
将最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置。
重复上述步骤，直到整个列表有序。

代码实现：

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        min_index = i
        for j in range(i+1, n):
            if arr[j] < arr[min_index]:
                min_index = j
        arr[i], arr[min_index] = arr[min_index], arr[i]
        print(f"Pass {i+1}: {arr}")

# Let's test it out!
array_to_sort = [34, 7, 23, 32, 5, 62]
selection_sort(array_to_sort)
print(f"Sorted array: {array_to_sort}")

优点： 简单易懂，比冒泡排序效率略高。
缺点： 即使是已经有序的列表，也要继续挑来挑去，容易浪费时间。

第三位选手：归并排序

归并排序是一位科技感十足的高手，擅长“分而治之”。归并排序的思路是：将列表不断二分，直到每个子列表只剩一个元素，然后合并这些有序的子列表，最终得到一个有序的大列表。正如之前提到的，把大问题分解成小问题分别解决，再将解决方案合并，值得喝彩！

步骤：

分：将列表劈成两半。
治：递归地对两半分别排序。
合：合并两个有序的子列表。

代码实现：

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr

    mid = len(arr) // 2
    left_half = arr[:mid]
    right_half = arr[mid:]

    left_sorted = merge_sort(left_half)
    right_sorted = merge_sort(right_half)

    return merge(left_sorted, right_sorted)

def merge(left, right):
    merged = []
    left_index, right_index = 0, 0

    while left_index < len(left) and right_index < len(right):
        if left[left_index] < right[right_index]:
            merged.append(left[left_index])
            left_index += 1
        else:
            merged.append(right[right_index])
            right_index += 1

    merged.extend(left[left_index:])
    merged.extend(right[right_index:])
    
    return merged

# Let's test it out!
array_to_sort = [34, 7, 23, 32, 5, 62]
sorted_array = merge_sort(array_to_sort)
print(f"Sorted array: {sorted_array}")