python实现常用排序算法

Posted 2020-09-03

排序是计算机语言需要实现的基本算法之一，有序的数据结构会带来效率上的极大提升。

1.插入排序

插入排序默认当前被插入的序列是有序的，新元素插入到应该插入的位置，使得新序列仍然有序。

def insertion_sort(old_list,new_list=[]):
    last=old_list.pop()
    new_list.append(last)
    while old_list !=[]:
        last=old_list.pop()
        for i,value in enumerate(new_list):
            if last<new_list[0]:
                new_list.insert(0,last)
            elif last>new_list[-1]:
                new_list.append(last)
            elif last>new_list[i-1] and last<new_list[i]:
                new_list.insert(i,last)
    return new_list

2.冒泡排序

冒泡排序的原理是对序列进行遍历，遍历过程中如果发现相邻两个元素，左边的元素大于右边，则进行交换，一次遍历之后最大的元素被移动到对尾，然后进行第二次遍历，直到队列有序。

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

3.快速排序

快速排序的实现方法是设置两个游标，一个从前往后，一个从后往前，如果左侧游标所指数据大于右侧，两数据进行交换，直到两个游标指向同一数据，则第一趟遍历结束。结束时游标所在数据，左侧都比其小，右侧都比其大。

接下来对游标前后的两个序列进行递归操作。

def quick_sort(L,low,high):
    i = low
    j = high
    if i >= j:
        return L
    key = L[i]
    while i < j:
        while i < j and L[j] >= key:
            j = j-1
        L[i] = L[j]
        while i < j and L[i] <= key:
            i = i+1
        L[j] = L[i]
    L[i] = key
    quick_sort(L, low, i-1)
    quick_sort(L, j+1, high)
    return L

4.选择排序

选择排序的原理是是先找到起始数组中最小的元素，将它交换到i=0；然后寻找剩下元素中最小的元素，将它交换到i=1的位置…… 直到找到第二大的元素，将它交换到n-2的位置。这时，整个数组的排序完成。

def selection_sort(old_list):
    for i in range(0,len(old_list)-1):
        index=i
        for j in range(i+1,len(old_list)):
            if old_list[index]>old_list[j]:
                index=j
        old_list[i], old_list[index] = old_list[index], old_list[i]
    return old_list

5.归并排序

归并排序是对数组进行拆分再拆分，直到不能再拆分，然后分别对最小粒度的子数组进行合并，然后再合并稍微大一点的数组，直到最终合成一个最大的数组。分两个函数完成，一个负责拆分，一个负责排序合并。

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

def merge(left, right):
    i, j = 0, 0
    result = []
    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 += left[i:]
    result += right[j:]
    return result