从基础到进阶——常见排序算法详解

引言

在计算机科学中，排序算法是基础且至关重要的一类算法。无论是在数据分析、数据库管理、还是机器学习任务中，排序算法都扮演着重要角色。从简单的冒泡排序到复杂的快速排序、归并排序，排序算法不断演化和发展，目的是在有限的时间和空间内最大化处理效率。本文将从基础到进阶，系统地介绍常见的排序算法，分析其时间复杂度与空间复杂度，并提供经典代码示例。

1. 冒泡排序（Bubble Sort）

基础概念

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地遍历待排序的元素，比较相邻的元素，并在顺序错误的情况下交换它们的位置。这一过程将最大（或最小）的元素“冒泡”到序列的末端。

算法步骤

1. 从头到尾遍历序列，比较相邻元素。
2. 如果相邻元素顺序错误，则交换它们。
3. 每一轮遍历后，最大的元素会被放到正确的位置。
4. 重复以上步骤，直到没有元素需要交换。

经典代码

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        swapped = False
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]: