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Python中的排序算法有哪些？

王林

发布： 2023-10-18 09:06:32

原创

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python中的排序算法有哪些？

Python中常用的排序算法有冒泡排序、插入排序、选择排序、快速排序、归并排序和堆排序等。下面将分别介绍这些排序算法的原理，并给出相应的代码示例。

冒泡排序：
冒泡排序是一种简单直观的排序算法。它重复地遍历要排序的列表，比较相邻两个元素大小，并将大的元素向后移动。在每次遍历过程中，最大的元素会“冒泡”到列表的末尾。

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

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插入排序：
插入排序的基本思想是将待排序的元素逐个插入到已排序列表中的正确位置。插入排序从第二个元素开始，将每个元素与之前的已排序列表进行比较并插入到合适的位置。

def insertion_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(1, n):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and arr[j] > key:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key
    return arr

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选择排序：
选择排序每次遍历列表，找到最小的元素并将其与当前位置交换。不断重复这个过程，直到整个列表完成排序。

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n - 1):
        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]
    return arr

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快速排序：
快速排序是一种高效的排序算法。它使用分治法（Divide and Conquer）的思想，将一个列表分成两个子列表，然后递归地对子列表进行排序。

def quick_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[len(arr) // 2]
    left = [x for x in arr if x < pivot]
    middle = [x for x in arr if x == pivot]
    right = [x for x in arr if x > pivot]
    return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)

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归并排序：
归并排序将列表分成两个子列表，对每个子列表进行排序，然后将排序好的子列表合并到一起。

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    mid = len(arr) // 2
    left = merge_sort(arr[:mid])
    right = merge_sort(arr[mid:])
    return merge(left, right)

def merge(left, right):
    result = []
    i = j = 0
    while i < len(left) and j < len(right):
        if left[i] < right[j]:
            result.append(left[i])
            i += 1
        else:
            result.append(right[j])
            j += 1
    result.extend(left[i:])
    result.extend(right[j:])
    return result

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堆排序：
堆排序是一种树形选择排序算法，利用二叉堆的性质进行排序。堆可以分为最大堆和最小堆，最大堆的根节点是最大元素，最小堆的根节点是最小元素。

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    left = 2 * i + 1
    right = 2 * i + 2
    if left < n and arr[i] < arr[left]:
        largest = left
    if right < n and arr[largest] < arr[right]:
        largest = right
    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def heap_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)
    for i in range(n - 1, 0, -1):
        arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
        heapify(arr, i, 0)
    return arr

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以上就是Python中常用的几种排序算法，并提供相应的代码示例。不同的排序算法适用于不同的情况和数据规模，根据实际情况选择合适的排序算法能够提高程序的运行效率。