Python数组排序|极客教程

Python数组排序

1. 介绍

在编程中，数组是一个非常重要的数据结构，用于储存一组相同类型的数据。而排序是对这组数据进行按照一定规则重新排列的过程。在Python中，提供了多种排序算法和函数来对数组进行排序，本文将详细介绍Python中的数组排序相关内容。

2. 数组排序的种类

Python中常用的数组排序方法有以下几种：

2.1 冒泡排序（Bubble Sort）

冒泡排序是一种简单的排序算法，它重复地走访过要排序的数组，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来。

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

2.2 选择排序（Selection Sort）

选择排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下：首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

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

2.3 插入排序（Insertion Sort）

插入排序是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

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

2.4 快速排序（Quick Sort）

快速排序是由东尼·霍尔提出的一种排序算法。在平均状况下，排序 n 个元素需要 O(nlogn) 次比较，最坏状况下需要 O(n^2) 次比较，但由于它的内部循环比大部分排序算法都要短小，因此它是实际上最快的排序算法之一。

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)

3. 示例

下面通过几个示例来演示上述排序算法的使用。

3.1 冒泡排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

print("原始数组：", arr)
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

输出：

原始数组： [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
排序后的数组： [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

3.2 选择排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

print("原始数组：", arr)
sorted_arr = selection_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

输出：

原始数组： [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
排序后的数组： [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

3.3 插入排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

print("原始数组：", arr)
sorted_arr = insertion_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

输出：

原始数组： [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
排序后的数组： [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

3.4 快速排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]

print("原始数组：", arr)
sorted_arr = quick_sort(arr)
print("排序后的数组：", sorted_arr)

输出：

原始数组： [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
排序后的数组： [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

4. 结论

本文介绍了Python中常用的四种数组排序算法，并给出了相应的示例代码和运行结果。根据实际需求选择合适的排序算法，可以提高程序的性能和代码的可读性。

Python数组排序