Python学习（三） 八大排序算法的实现（下）

本文Python实现了插入排序、基数排序、希尔排序、冒泡排序、快速排序、直接选择排序、堆排序、归并排序的后面四种。
上篇：Python学习（三） 八大排序算法的实现（上）

1.快速排序

描述
通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分，其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小，然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序，整个排序过程可以递归进行，以此达到整个数据变成有序序列。
1．先从数列中取出一个数作为基准数。
2．分区过程，将比这个数大的数全放到它的右边，小于或等于它的数全放到它的左边。
3．重复上述过程

代码实现

def quick_sort(lists):    if lists == []:        return []    else:        divide = lists[0]        lesser = quick_sort([x for x in lists[1:] if x<divide])       #链表推导式，返回值是由for或if子句之后的表达式得到的元素组成的链表        bigger = quick_sort([x for x in lists[1:] if x>=divide])        return lesser + [divide] + biggerif __name__=="__main__":    lists = [19,-3,2,10,45,-34,17]    print quick_sort(lists)

2.直接选择排序

描述
基本思想：第1趟，在待排序记录r1 ~ r[n]中选出最小的记录，将它与r1交换；第2趟，在待排序记录r2 ~ r[n]中选出最小的记录，将它与r2交换；以此类推，第i趟在待排序记录r[i] ~ r[n]中选出最小的记录，将它与r[i]交换，使有序序列不断增长直到全部排序完毕。
代码实现

def select_order(lists):    length = len(lists)    for i in range(0,length):        min = i        for j in range(i+1,length):            if lists[min] > lists[j]:                min = j        lists[min],lists[i] = lists[i],lists[min]    return listsif __name__ == '__main__':    lists = [12,13,15,9,16,14]                print select_order(lists) 

3.堆排序

描述
堆排序(Heapsort)是指利用堆积树（堆）这种数据结构所设计的一种排序算法，它是选择排序的一种。可以利用数组的特点快速定位指定索引的元素。堆分为大根堆和小根堆，是完全二叉树。大根堆的要求是每个节点的值都不大于其父节点的值，即A[PARENT[i]] >= A[i]。在数组的非降序排序中，需要使用的就是大根堆，因为根据大根堆的要求可知，最大的值一定在堆顶。 利用了大顶堆堆顶元素最大的特点，不断取出最大元素，并调整使剩下的元素还是大顶堆，依次取出最大元素就是排好序的列表。
代码实现

def build_heap(lists):    count = len(lists)    for i in range(count//2-1,-1,-1):                adjust_heap(lists,i,count)def adjust_heap(lists,i,n):    j = i*2 +1    while j < n:        if j+1 < n and lists[j]<lists[j+1]:            j +=1        if lists[i] > lists[j]:            break        lists[i],lists[j] = lists[j],lists[i]        i = j         j = i*2 + 1#大顶堆排序def heap_sort( lists ):    count = len( lists )    build_heap( lists )    #交换堆顶与最后一个结点,再调整堆    for i in range( count - 1, 0, -1 ):        lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0]        adjust_heap( lists, 0, i )    return listslists = [-3, 1, 3, 0, 9, 7]print heap_sort(lists)

4.归并排序

描述
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每个子序列有序，再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表，称为二路归并。
归并排序具体工作原理如下（假设序列共有n个元素）：
1. 将序列每相邻两个数字进行归并操作，形成个序列，排序后每个序列包含两个元素
2. 将上述序列再次归并，形成个序列，每个序列包含四个元素
3. 重复步骤2，直到所有元素排序完毕

代码实现

def merge_sort(lists):    if len(lists)<=1:        return lists    left = merge_sort(lists[:len(lists)/2])    right = merge_sort(lists[len(lists)/2:len(lists)])    result = []    while len(left) > 0 and len(right)> 0:        if( left[0] > right[0]):              result.append(right.pop(0))          else:            result.append(left.pop(0))      if(len(left)>0):        result.extend(merge_sort(left))      else:        result.extend(merge_sort(right))      return result  def main():      lists = [2,11,55,33,32,64,18]      print merge_sort(lists)   if __name__=="__main__":      main()