数据结构（Python语言描述）- 排序算法

目录

1.基本排序算法

1.1 选择排序

1.2 冒泡排序

1.3 插入排序

2. 更快排序算法

2.1 快速排序

2.2 归并排序（合并排序）

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1.基本排序算法

计算机科学家设计了很多巧妙的策略对列表的项进行排序。每个Python排序函数都是在整数的一个列表上进行操作的，并且都会使用一个swap函数来交换列表中的两项的位置。

def swap(lyst, i , j):
    """Exchange the items at positions i and j."""
    temp = lyst[i]
    lyst[i] = lyst[j]
    lyst[j] = temp

1.1 选择排序

排序算法可能最简单的策略就是搜索整个列表，找到最小项的位置。如果该位置不是列表的第1个位置，算法就会交换这两个位置的项。然后，算法回到第2个位置并且重复这个过程，如果必要的话，将最小项和第2个位置的项交换。当算法到达整个过程的最后一个位置，列表就是排序好了的。这个算法就叫做选择排序（Selection Sort）。因为每一次经过主循环的时候，都会选择一个移动的项。图1展示了对于5个项的一个列表进行选择排序，在每一次搜索和交换之后的状态。在每一轮都只是交换两项，这两项的后面有星号表示。

图1 记录选择排序中的数据

未排序的列表	第1轮之后	第2轮之后	第3轮之后	第4轮之后
5	1*	1*	1*	1*
3	3	2*	2*	2*
1	5	5	3*	3*
2	2	3	5	4*
4	4	4	4	5*

Python实现：

def selectionSort(lyst):
    i = 0
    while i < len(lyst) - 1: # 做n-1次搜索
        minIndex = i
        j = i + 1
        while j < len(lyst):
            if lyst[j] < lyst[minIndex]:
                minIndex = j
            j += 1
        if minIndex != i:
            swap(lyst, i, minIndex)
        i += 1
    return lyst

选择排序在各种情况下的复杂度为O()。

1.2 冒泡排序

冒泡排序（Bubble Sort）策略是从列表的开头处开始，并且比较一对数据项，直到移动到列表的末尾。每当成对的两项之间的顺序不正确的时候，算法就交换其位置。这个过程的效果就是将最大的项以冒泡的方式排到列表的末尾。然后，算法从列表开头到倒数第2个列表项重复这一过程，以此类推，直到该算法从列表的最后一项开始执行。此时，列表是已经排序好的。

图2展示了对5个项的一个列表进行冒泡排序的过程。这个过程把嵌套的循环执行了4次，将最大的项冒泡到了列表的末尾。再一次，只有交换的项用星号标记了出来。

图2 记录冒泡排序过程

未排序的列表	第1轮之后	第2轮之后	第3轮之后	第4轮之后
5	4*	4	4	4
4	5*	2*	2	2<