Python实现经典排序算法(转载)
来源:互联网 发布:淘宝店怎么免费推广 编辑:程序博客网 时间:2024/06/05 09:25
Python有自己的列表排序方法,就是sorted函数和sort()函数,区别是:sorted函数返回一个有序的序列副本,而sort()函数直接在当前列表进行排序,不创建副本,故sort()函数返回None。一般来说,返回None表示是在 原对象上进行操作,而返回排序的结果则表示创建了一个副本。
代码如下:
unsortedList=[]unsortedList=[55, 91, 63, 71, 72, 7, 74, 16, 4, 31, 100, 51, 94, 35, 49, 46, 43, 59, 18, 17]print sorted(unsortedList)print unsortedList.sort()print unsortedList结果如下:
[4, 7, 16, 17, 18, 31, 35, 43, 46, 49, 51, 55, 59, 63, 71, 72, 74, 91, 94, 100]None[4, 7, 16, 17, 18, 31, 35, 43, 46, 49, 51, 55, 59, 63, 71, 72, 74, 91, 94, 100]
下面我们使用Python来实现常见的几种经典排序算法。
一、冒泡排序
基本思想:从第一个元素开始,每每相邻的两个元素进行比较,若前者比后者大则交换位置。最后两个相邻元素比较完成后,最大的元素形成,然后再次从头开始进行比较,若元素个数为n+1个,则总共需要进行n轮比较就可完成排序(n轮比较后,n个最大的元素已经形成,最后一个元素当然是最小的,就不用再比了)。每轮比较中,每形成一个最大的元素,下一轮比较的时候 就少比较一次,第一轮需要比较n次,第二轮需要比较n-1次,以此类推,第n轮(最后一轮)只需要比较1次就可。这样,列表就排好序了。
按照上面的分析,我们需要两个循环,外循环控制轮数,内循环控制每轮的次数。
实现代码如下:
#冒泡排序import randomunsortedList=[]def generateUnsortedList(num): for i in range(0,num): unsortedList.append(random.randint(0,100)) print unsortedListdef bubbleSort(unsortedList): list_length=len(unsortedList) for i in range(0,list_length-1): for j in range(0,list_length-i-1): if unsortedList[j]>unsortedList[j+1]: unsortedList[j],unsortedList[j+1]=unsortedList[j+1],unsortedList[j] return unsortedListgenerateUnsortedList(20)print bubbleSort(unsortedList)
二、交换排序
基本思想:从未排序的序列中找到一个最小的元素,放到第一位,再从剩余未排序的序列中找到最小的元素,放到第二位,依此类推,直到所有元素都已排序完毕。假设序列元素总共n+1个,则我们需要找n轮,就可以使该序列排好序。在每轮中,我们可以这样做:用未排序序列的第一个元素和后续的元素依次相比较,如果后续元素小,则后续元素和第一个元素交换位置放到,这样一轮后,排在第一位的一定是最小的。这样进行n轮,就可排序。
实现代码如下:
# 交换排序def selectionSort(unsortedList): list_length=len(unsortedList) for i in range(0,list_length-1): for j in range(i+1,list_length): if unsortedList[i]>unsortedList[j]: unsortedList[i],unsortedList[j]=unsortedList[j],unsortedList[i] return unsortedList
三、插入排序
基本思想:把序列的第一个元素当成已排序列表中的元素,接着从第二个元素开始,与已排序列表中的元素一一比较,并放到合适的位置。假设有n个元素需要排序,则需要n-1轮插入就可排好序。
实现代码如下:
#插入排序def insertionSort(unsortedList): list_length=len(unsortedList) if list_length<2: return unsortedList for i in range(1,list_length): key=unsortedList[i] j=i-1 while j>=0 and key<unsortedList[j]: unsortedList[j+1]=unsortedList[j] j=j-1 unsortedList[j+1]=key return unsortedList
四、归并排序
基本思想:归并排序是一种典型的分治思想,把一个无序列表一分为二,对每个子序列再一分为二,继续下去,直到无法再进行划分为止。然后,就开始合并的过程,对每个子序列和另外一个子序列的元素进行比较,依次把小元素放入结果序列中进行合并,最终完成归并排序。
实现代码如下(采用递归方式):
# 归并排序def mergeSort(unsortedList): if len(unsortedList)<2: return unsortedList sortedList=[] left=mergeSort(unsortedList[:len(unsortedList)/2]) right=mergeSort(unsortedList[len(unsortedList)/2:]) while len(left)>0 and len(right)>0: if left[0]<right[0]: sortedList.append(left.pop(0)) else: sortedList.append(right.pop(0)) if len(left)>0: sortedList.extend(mergeSort(left)) else: sortedList.extend(mergeSort(right)) return sortedList
五、快速排序
基本思想:快速排序也是一种分治思想,基本思想是先随便在无序列表中找一个元素,以这个元素为基准,其他所有元素都跟该元素比,比该元素小的成为一个子序列,比该元素大的成为另一个子序列,接着重复此过程,最终达到排序效果。我们也用递归的方式来实现。
实现代码如下:
def quickSort(unsortedList): if len(unsortedList)<2: return unsortedList less=[] greater=[] middle=unsortedList.pop(0) for item in unsortedList: if item<middle: less.append(item) else: greater.append(item) return quickSort(less)+[middle]+quickSort(greater)
六、堆排序
堆排序使用的是堆这种数据结构,我们这里用列表才存储堆。核心思想:先建立一个最大堆,在建立最大堆的过程中需要不断调整元素的位置。最大堆建立后,顶端元素必定是最大的元素,把该最大元素与最末尾元素位置置换,最大元素就出现在列表末端。重复此过程,直到排序。
实现代码如下:
def maxHeapify(L,heap_size,i): leftChildIndex=2*i+1 rightChildIndex=2*i+2 # print 'leftChildIndex=',leftChildIndex # print 'rightChildIndex=',rightChildIndex largest=i if leftChildIndex<heap_size and L[leftChildIndex]>L[largest]: largest=leftChildIndex if rightChildIndex<heap_size and L[rightChildIndex]>L[largest]: largest=rightChildIndex if largest!=i: L[i],L[largest]=L[largest],L[i] maxHeapify(L,heap_size,largest)def buildMaxHeap(L): heap_size=len(L) if heap_size>1: start=heap_size/2-1 # print 'start=',start while start>=0: maxHeapify(L,heap_size,start) start=start-1def heapSort(L): heap_size=len(L) buildMaxHeap(L) i=heap_size-1 while i>0: L[0],L[i]=L[i],L[0] heap_size=heap_size-1 i=i-1 maxHeapify(L,heap_size,0) return L
写了 这么多排序算法,其实只是为了研究之用,在实际生产过程中,如果需要排序,最好使用Python内置的sort或者sorted,这样运行效率会比较高,因为Python的sort方法会对不同类型的序列采取不同的排序方法,使之效率最大化。
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