排序（冒泡选择插入希尔归并快排）

Posted 2021-11-09 赵 XiaoQin

• 冒泡排序（一轮遍历没有交换，则列表有序，排序终止） 交换排序

def BubbleSort(alist):
    exchange=True
    lenth=len(alist)
    while lenth>0 and exchange==True:
        exchange=False
        for i in range(lenth-1):
            if alist[i]>alist[i+1]:
                alist[i],alist[i+1]=alist[i+1],alist[i]
                exchange=True
        lenth-=1

• 选择排序（每次遍历列表只做一次交换；每次遍历找最值）交换排序

def selectionSort(alist):
    lenth=len(alist)
    while (lenth-1) >0:
        maxPosition=0
        for i in range(1,lenth):
            if alist[maxPosition]<alist[i]:
                maxPosition=i
        alist[lenth-1],alist[maxPosition]=alist[maxPosition],alist[lenth-1]
        lenth-=1

• 插入排序（将新元素插入有序的子列表）移动排序

def insertSort(alist):
    lenth=len(alist)
    for i in range(1,lenth):
        value=alist[i]
        index=i-1
        while index>=0 and value<alist[index]:
            alist[index+1]=alist[index]
            index-=1
        alist[index+1]=value

•  希尔排序（“递减增量排序”；插入排序改进版，对每个子列表插入排序）

关键：如何切分列表 

def shellSort(alist):
    gap=len(alist)//2
    while gap>0:  # 对每个子列表插入排序
        for start in range(gap):  # 遍历每个子列表的第一个元素
            insertSort(alist,start,gap) # 对每个子列表插入排序
        gap=gap//2

def insertSort(alist,start,gap):   # start:给个子列表的开始位置，gap：每个子列表相邻元素在原列表的位置关系
    lenth=len(alist)
    for i in range(start+gap,lenth,gap):   # 开始对每个子列表插入排序
        index=i
        value=alist[i] # 当前元素
        while index>=gap and alist[index-gap]>value:
            alist[index]=alist[index-gap]
            index-=gap
        alist[index]=value

• 归并排序（分治策略、递归算法）

def mergeSort(alist): # 归并排序
    #print('Splitting:',alist)
    len_alist=len(alist)
    if len_alist>1:     # 列表元素个数<=1时，无需排序
        mid=len_alist//2
        left_alist=alist[:mid]
        right_list=alist[mid:]

        mergeSort(left_alist)
        mergeSort(right_list)
        # 排序+归并
        i,j,k=0,0,0
        len_left,len_right = len(left_alist),len(right_list)
        while(i<len_left and j<len_right):
            if left_alist[i]<=right_list[j]:
                alist[k]=left_alist[i]
                i+=1
            else:
                alist[k]=right_list[j]
                j+=1
            k+=1
        if i<len_left:
            alist[k:]=left_alist[i:]
        if j<len_right:
            alist[k:]=right_list[j:]
    #print('Mering:',alist)

例. 对列表进行排序

class Solution(object):
    def sortList(self, head):
        if head==None:
            return head
        tail1=head
        tail2=tail1.next
        tail1.next=None
        list_node=[tail1]
        while(tail2):
            tail1=tail2
            tail2=tail2.next
            tail1.next=None
            list_node.append(tail1)
        self.mergeSort(list_node)
        head=list_node[0]
        tail=head
        lenth=len(list_node)
        for i in range(1,lenth):
            tail.next=list_node[i]
            tail=tail.next
        return head

    def mergeSort(self,list_node):
        lenth_list=len(list_node)
        if lenth_list>1:
            mid=lenth_list//2
            left=list_node[:mid]
            right=list_node[mid:]

            self.mergeSort(left)
            self.mergeSort(right)

            i,j,k=0,0,0
            len_left,len_right=len(left),len(right)
            while i<len_left and j<len_right:
                if left[i].val<=right[j].val:
                    list_node[k]=left[i]
                    i+=1
                else:
                    list_node[k]=right[j]
                    j+=1
                k+=1
            if i<len_left:
                list_node[k:]=left[i:]
            if j<len_right:
                list_node[k:]=right[j:]

 

• 快速排序（求解列表中最大、最小的几个数）

def QuickSort(alist,start,end):
    if start>=end:
        return
    i=start
    j=end
    pivot=alist[start]   # 基准值
    while i<j:
        if i<j and alist[j]>=pivot:     # 比它小的值放在左边
            j-=1
        alist[i]=alist[j]
        if i<j and alist[i]<pivot:     # 比它大的值放在右边
            i+=1
        alist[j]=alist[i]
    alist[i]=pivot

    QuickSort(alist,start,i-1)         # 一次排序后再对基准值左边序列做同样的排序
    QuickSort(alist,i+1,end)           # 对基准值右边的序列排序

1.1  寻找列表中第k大的数

class Solution(object):
    def QuickSort(self,nums,start,end,k):  #倒序
        i=start
        j=end
        pivot=nums[start]
        while(i<j):
            while i<j and nums[j]<=pivot:
                j-=1
            nums[i]=nums[j]
            while i<j and nums[i]>pivot:
                i+=1
            nums[j]=nums[i]
        nums[i]=pivot
        if i+1==k:       # 基准值在第k个位置
            return
        if i+1>k:        # 目标值在基准值的左边  （比基准值大）
            self.QuickSort(nums,start,i-1,k)
        else:
            self.QuickSort(nums,i+1,end,k)   # 目标值在基准值的右边（比基准值小）

    def findKthLargest(self, nums, k):
        self.QuickSort(nums,0,len(nums)-1,k)
        return nums[k-1]