Python中有八大排序算法

本篇文章為大家展示了Python中有八大排序算法，內(nèi)容簡明扼要并且容易理解，絕對能使你眼前一亮，通過這篇文章的詳細(xì)介紹希望你能有所收獲。

1、插入排序

描述

插入排序的基本操作就是將一個數(shù)據(jù)插入到已經(jīng)排好序的有序數(shù)據(jù)中，從而得到一個新的、個數(shù)加一的有序數(shù)據(jù)，算法適用于少量數(shù)據(jù)的排序，時間復(fù)雜度為 O(n^2)。是穩(wěn)定的排序方法。插入算法把要排序的數(shù)組分成兩部分：***部分包含了這個數(shù)組的所有元素，但將***一個元素除外（讓數(shù)組多一個空間才有插 入的位置），而第二部分就只包含這一個元素（即待插入元素）。在***部分排序完成后，再將這個***元素插入到已排好序的***部分中。

代碼實(shí)現(xiàn)

def insert_sort(lists):     # 插入排序     count = len(lists)     for i in range(1, count):         key = lists[i]         j = i - 1         while j >= 0:             if lists[j] > key:                 lists[j + 1] = lists[j]                 lists[j] = key             j -= 1     return lists

2、希爾排序

描述

希爾排序(Shell  Sort)是插入排序的一種。也稱縮小增量排序，是直接插入排序算法的一種更高效的改進(jìn)版本。希爾排序是非穩(wěn)定排序算法。該方法因DL．Shell于 1959年提出而得名。  希爾排序是把記錄按下標(biāo)的一定增量分組，對每組使用直接插入排序算法排序；隨著增量逐漸減少，每組包含的關(guān)鍵詞越來越多，當(dāng)增量減至1時，整個文件恰被分 成一組，算法便終止。

代碼實(shí)現(xiàn)

def shell_sort(lists):     # 希爾排序     count = len(lists)     step = 2     group = count / step     while group > 0:         for i in range(0, group):             j = i + group             while j < count:                 k = j - group                 key = lists[j]                 while k >= 0:                     if lists[k] > key:                         lists[k + group] = lists[k]                         lists[k] = key                     k -= group                 j += group         group /= step     return lists

3、冒泡排序

描述

它重復(fù)地走訪過要排序的數(shù)列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數(shù)列的工作是重復(fù)地進(jìn)行直到?jīng)]有再需要交換，也就是說該數(shù)列已經(jīng)排序完成。

代碼實(shí)現(xiàn)

def bubble_sort(lists):     # 冒泡排序     count = len(lists)     for i in range(0, count):         for j in range(i + 1, count):             if lists[i] > lists[j]:                 lists[i], lists[j] = lists[j], lists[i]     return lists

4、快速排序

描述

通過一趟排序?qū)⒁判虻臄?shù)據(jù)分割成獨(dú)立的兩部分，其中一部分的所有數(shù)據(jù)都比另外一部分的所有數(shù)據(jù)都要小，然后再按此方法對這兩部分?jǐn)?shù)據(jù)分別進(jìn)行快速排序，整個排序過程可以遞歸進(jìn)行，以此達(dá)到整個數(shù)據(jù)變成有序序列。

代碼實(shí)現(xiàn)

def quick_sort(lists, left, right):     # 快速排序     if left >= right:         return lists     key = lists[left]     low = left     high = right     while left < right:         while left < right and lists[right] >= key:             right -= 1         lists[left] = lists[right]         while left < right and lists[left] <= key:             left += 1         lists[right] = lists[left]     lists[right] = key     quick_sort(lists, low, left - 1)     quick_sort(lists, left + 1, high)     return lists

5、直接選擇排序

描述

基本思想：第1趟，在待排序記錄r1 ~ r[n]中選出最小的記錄，將它與r1交換；第2趟，在待排序記錄r2 ~  r[n]中選出最小的記錄，將它與r2交換；以此類推，第i趟在待排序記錄r[i] ~  r[n]中選出最小的記錄，將它與r[i]交換，使有序序列不斷增長直到全部排序完畢。

代碼實(shí)現(xiàn)

def select_sort(lists):     # 選擇排序     count = len(lists)     for i in range(0, count):         min = i         for j in range(i + 1, count):             if lists[min] > lists[j]:                 min = j         lists[min], lists[i] = lists[i], lists[min]     return lists

6、堆排序

描述

堆排序(Heapsort)是指利用堆積樹（堆）這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的一種排序算法，它是選擇排序的一種。可以利用數(shù)組的特點(diǎn)快速定位指定索引的元 素。堆分為大根堆和小根堆，是完全二叉樹。大根堆的要求是每個節(jié)點(diǎn)的值都不大于其父節(jié)點(diǎn)的值，即A[PARENT[i]] >=  A[i]。在數(shù)組的非降序排序中，需要使用的就是大根堆，因?yàn)楦鶕?jù)大根堆的要求可知，***的值一定在堆頂。

代碼實(shí)現(xiàn)

# 調(diào)整堆 def adjust_heap(lists, i, size):     lchild = 2 * i + 1     rchild = 2 * i + 2     max = i     if i < size / 2:         if lchild < size and lists[lchild] > lists[max]:             max = lchild         if rchild < size and lists[rchild] > lists[max]:             max = rchild         if max != i:             lists[max], lists[i] = lists[i], lists[max]             adjust_heap(lists, max, size)  # 創(chuàng)建堆 def build_heap(lists, size):     for i in range(0, (size/2))[::-1]:         adjust_heap(lists, i, size)  # 堆排序 def heap_sort(lists):     size = len(lists)     build_heap(lists, size)     for i in range(0, size)[::-1]:         lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0]         adjust_heap(lists, 0, i)

7、歸并排序

描述

歸并排序是建立在歸并操作上的一種有效的排序算法,該算法是采用分治法（Divide and  Conquer）的一個非常典型的應(yīng)用。將已有序的子序列合并，得到完全有序的序列；即先使每個子序列有序，再使子序列段間有序。若將兩個有序表合并成一 個有序表，稱為二路歸并。

歸并過程為：比較a[i]和a[j]的大小，若a[i]≤a[j]，則將***個有序表中的元素a[i]復(fù)制到r[k]中，并令i和k分別加上1；否 則將第二個有序表中的元素a[j]復(fù)制到r[k]中，并令j和k分別加上1，如此循環(huán)下去，直到其中一個有序表取完，然后再將另一個有序表中剩余的元素復(fù) 制到r中從下標(biāo)k到下標(biāo)t的單元。歸并排序的算法我們通常用遞歸實(shí)現(xiàn)，先把待排序區(qū)間[s,t]以中點(diǎn)二分，接著把左邊子區(qū)間排序，再把右邊子區(qū)間排序， ***把左區(qū)間和右區(qū)間用一次歸并操作合并成有序的區(qū)間[s,t]。

代碼實(shí)現(xiàn)

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

8、基數(shù)排序

描述

基數(shù)排序（radix sort）屬于“分配式排序”（distribution sort），又稱“桶子法”（bucket sort）或bin   sort，顧名思義，它是透過鍵值的部份資訊，將要排序的元素分配至某些“桶”中，藉以達(dá)到排序的作用，基數(shù)排序法是屬于穩(wěn)定性的排序，其時間復(fù)雜度為O  (nlog(r)m)，其中r為所采取的基數(shù)，而m為堆數(shù)，在某些時候，基數(shù)排序法的效率高于其它的穩(wěn)定性排序法。

代碼實(shí)現(xiàn)

import math def radix_sort(lists, radix=10):     k = int(math.ceil(math.log(max(lists), radix)))     bucket = [[] for i in range(radix)]     for i in range(1, k+1):         for j in lists:             bucket[j/(radix**(i-1)) % (radix**i)].append(j)         del lists[:]         for z in bucket:             lists += z             del z[:]     return lists

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