python 实现经典算法

Posted 2020-10-30 Guo磊

  1 import time
  2 start_time = time.clock()
  3 
  4 list_ = [9, 2, 7, 4, 5, 6, 3, 8, 1]
  5 
  6 
  7 """
  8 # 堆排序
  9 # 最大堆调整：将堆的末端子节点调整，使得子节点永远小于父节点。
 10 # 建立最大堆：将堆所有数据重新排序。
 11 # 堆排序：移除位在第一个数据的根节点，并做最大堆调整的递归运算。
 12 import random
 13 
 14 
 15 def max_heapify(heap, heapsize, root):
 16     # 最大堆调整
 17     left = 2 * root + 1
 18     right = left + 1
 19     larger = root
 20     if left < heapsize and heap[larger] < heap[left]:
 21         larger = left
 22     if right < heapsize and heap[larger] < heap[right]:
 23         larger = right
 24     if larger != root:
 25         heap[larger], heap[root] = heap[root], heap[larger]
 26         max_heapify(heap, heapsize, larger)
 27 
 28 
 29 def build_max_heap(heap):
 30     # 构造一个堆，将堆中所有数据重新排序
 31     heapsize = len(heap)
 32     for i in range((heapsize - 2) // 2, -1, -1):
 33         max_heapify(heap, heapsize, i)
 34 
 35 
 36 def heapsort(heap):
 37     # 将根节点去除与最后一位做对调，对前面len-1个节点继续进行对调整过程。
 38     build_max_heap(heap)
 39     for i in range(len(heap) - 1, -1, -1):
 40         heap[0], heap[i] = heap[i], heap[0]
 41         max_heapify(heap, i, 0)
 42     return heap
 43 
 44 
 45 if __name__ == ‘__main__‘:
 46     a = [30, 50, 57, 77, 62, 78, 94, 80, 84]
 47     print(a)
 48     heapsort(a)
 49     print(a)
 50     # b = [random.randint(1, 1000) for i in range(1000)]
 51     # print(b)
 52     # heapsort(b)
 53     # print(b)
 54 # --------------------------------------------------------------
 55 
 56 # 归并排序
 57 # 首先用分割的方法将这个序列分割成一个个已经排好序的子序列，然后
 58 # 再利用归并的方法将一个个的子序列合并成排序号的序列
 59 def merge(left, right):
 60     result = []
 61     while left and right:
 62         result.append(left.pop(0)) if left[0] < right[0] else result.append(right.pop(0))
 63     while left:
 64         result.append(left.pop(0))
 65     while right:
 66         result.append(right.pop(0))
 67     return result
 68 
 69 
 70 def mergesort(l):
 71     if len(l) < 2:
 72         return l
 73     mid_index = len(l) // 2
 74     left = mergesort(l[:mid_index])
 75     right = mergesort(l[mid_index:])
 76     return merge(left, right)
 77 
 78 
 79 print(mergesort(list_))
 80 # --------------------------------------------------------------
 81 
 82 # 希尔排序
 83 def shell_sort(l):
 84     n = len(l)
 85     gap = n // 2
 86     while gap > 0:
 87         for i in range(gap, n):
 88             temp = l[i]  # 每个步长进行插入排序
 89             j = i
 90             # 插入排序
 91             while j >= gap and l[j - gap] > temp:
 92                 l[j] = l[j - gap]
 93                 j -= gap
 94             l[j] = temp
 95         gap = gap // 2
 96     return l
 97 
 98 
 99 print(shell_sort(list_))
100 # --------------------------------------------------------------
101 
102 # 插入排序 
103 # 从索引1开始，一次与其左边的数相比较，若比自己大则插入并删除自己。
104 def insertsort(l):
105     len_ = len(l)
106     for i in range(1, len_):
107         for j in range(i):
108             if l[j] > l[i]:
109                 l.insert(j, l[i])
110                 l.pop(i+1)
111                 break
112     return l
113 
114 
115 print(insertsort(list_))
116 # --------------------------------------------------------------
117 
118 # 快速排序
119 # 选定一个基数如第一个元素
120 # 将比基数小的和比基数大的元素分别放在新列表里并按顺序排列相加
121 # 递归直到新列表元素只有一个
122 def quicksort(l):
123     len_ = len(l)
124     if len_ < 2:
125         return l
126     else:
127         pivot = l[0]
128         less = [i for i in l[1:] if i < pivot]
129         greater = [j for j in l[1:] if j > pivot]
130         print(less, greater)
131         return quicksort(less) + [pivot] + quicksort(greater)
132 
133 
134 print(quicksort(list_))
135 # --------------------------------------------------------------
136 
137 # 选择排序
138 # 将第一个数与右边数的最小值相比较，若本身较大则与最小值调换位置
139 # 依次遍历即可
140 def selectsort(l):
141     len_ = len(l)
142     for i in range(len_ - 1):
143         for j in range(i+1, len_):
144             min_ = min(l[j:])
145             min_index = l.index(min_)
146             if l[i] > min_:
147                 l[i], l[min_index] = l[min_index], l[i]
148     return l
149 
150 
151 print(selectsort(list_)) 
152 # --------------------------------------------------------------
153 
154 # 冒泡排序
155 # 从索引0开始依次本身和右边的元素，若右边小则调换位置，来取得最大值
156 # 然后依次循环把较大的轮换到右边
157 def bubblesort(l):
158     len_ = len(l)
159     for i in range(len_ - 1):
160         for j in range(len_ - i - 1):
161             if l[j] > l[j+1]:
162                 l[j], l[j+1] = l[j+1], l[j]
163     return l
164 
165 
166 print(bubblesort(list_))
167 """
168 
169 end_time = time.clock()
170 print(end_time - start_time)

目前对于堆排序还不太熟练，以备后续重温复习。