极客教程Python中的排序
在计算机科学中，排序是一种常见的算法操作，它将一组数据按照指定的顺序重新排列。Python语言内置了多种排序算法，开发者可以根据需求选择合适的算法来对数据进行排序。本文将介绍Python中常见的排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、合并排序和快速排序，并给出示例代码和运行结果。
冒泡排序
冒泡排序是一种简单但低效的排序算法，它重复地交换相邻的元素，将较大的元素逐渐“冒泡”到数组的末尾。冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)。
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n):
for j in range(0, n-i-1):
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
return arr
# 测试冒泡排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print("Before sorting:", arr)
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print("After sorting:", sorted_arr)
运行结果：
Before sorting: [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
After sorting: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
选择排序
选择排序是一种简单但不稳定的排序算法，它每次选择未排序部分的最小元素，然后将其放到已排序部分的末尾。选择排序的时间复杂度也为O(n^2)。
def selection_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n-1):
min_idx = i
for j in range(i+1, n):
if arr[j] < arr[min_idx]:
min_idx = j
arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]
return arr
# 测试选择排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print("Before sorting:", arr)
sorted_arr = selection_sort(arr)
print("After sorting:", sorted_arr)
运行结果：
Before sorting: [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
After sorting: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
插入排序
插入排序是一种简单且稳定的排序算法，它将未排序部分的元素依次插入到已排序部分的合适位置。插入排序的时间复杂度也为O(n^2)。
def insertion_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(1, n):
key = arr[i]
j = i - 1
while j >= 0 and key < arr[j]:
arr[j+1] = arr[j]
j -= 1
arr[j+1] = key
return arr
# 测试插入排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print("Before sorting:", arr)
sorted_arr = insertion_sort(arr)
print("After sorting:", sorted_arr)
运行结果：
Before sorting: [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
After sorting: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
合并排序
合并排序是一种高效且稳定的排序算法，它将数组分为两个子数组，分别排序后再合并。合并排序的时间复杂度为O(nlogn)。
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
# 测试合并排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print("Before sorting:", arr)
sorted_arr = merge_sort(arr)
print("After sorting:", sorted_arr)
运行结果：
Before sorting: [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
After sorting: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
快速排序
快速排序是一种高效但不稳定的排序算法，它通过选择一个基准元素，将数组分为两部分，左边的元素小于基准，右边的元素大于等于基准，然后递归地对左右部分进行排序。快速排序的时间复杂度为O(nlogn)。
def quick_sort(arr):
if len(arr) <= 1:
return arr
pivot = arr[len(arr) // 2]
left = [x for x in arr if x < pivot]
mid = [x for x in arr if x == pivot]
right = [x for x in arr if x > pivot]
return quick_sort(left) + mid + quick_sort(right)
# 测试快速排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print("Before sorting:", arr)
sorted_arr = quick_sort(arr)
print("After sorting:", sorted_arr)
运行结果：
Before sorting: [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
After sorting: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
以上就是Python中常见的排序算法及其示例代码和运行结果。开发者可以根据实陵情况选择合适的排序算法来对数据进行排序。