Python实现常用排序

导读:

有人说数据结构与算法是一个程序员的内功,管你招式如何恣意潇洒,若不能伤敌就一无是处。

在《射雕英雄传》里,郭靖后来大有所作为,恐怕跟马钰偷授全真教心法存在莫大相关。而后续《神雕侠侣》中,杨过固然风采出众,“赢得青楼薄幸名”,更兼“一遇杨过误终身”的bug级别的buff。然而他与小龙女情路坎坷,后又断肠崖离别16年之久,片面解释起来:功夫不到家罢了。倘若杨过也习得《九阴真经》,或深谙《九阳神功》之道,内功修养绝非同日可语。如此这般,是李莫愁,还是金轮法王,还是痴心挖墙脚的公孙谷主,其实都成为不了二人“侠侣”路上的绊脚石。

程序员的敌人莫过于实现需求和执行效率。心中若有结构与算法,即便不能运筹帷幄、决胜于千里之外;但水来土掩、兵来将挡应该足够了。

我也是近来复习数据结构与算法,发现大一时候学的除了冒泡排序,其他忘得干净。谨防日后“失忆症”再现,细笔于此。因能力有限,错漏处望各友指教,必自省改之。

正文:

按手上大一时候的教材《数据结构(C语言版)》(严蔚敏),内部排序分:插入排序,快速排序,选择排序,归并排序,基数排序。再细分如下图


由于客观原因,只记录了我觉得常用的六个排序。并且,在接近20年的学习当中,我发现只有当所学的知识可以用自己组织的语言阐述出来的时候,才是真正的掌握了。所以,本文会基本上不会出现书本上的原语。我努力把自己所理解的东西转化成文字,以及图形,以及代码。即便“努力”,不见得就不会存在表述不清之处,希望各友加以指正。

其余待排序以及时间复杂度,待到时间宽裕后会进行补充。

(全文以python实现,皆为从小到大排序)

1.      插入排序

    实现思想:从第二个数值开始,设计左边区域,将待比较数在左边区域从右到左的依次比较,符合条件时,进行插入。

    

       实现代码

        

2.      希尔排序

    实现思想:通过设置的增量值d,将准备排序的列表分成上下结构,通过循环,实现上下相邻的两个值的比较;之后改变d值(逐渐变小),重复前面的方法,直到经历过d=1之后的排序之后,排序结束。

    实现代码:

    

3.      冒泡排序

    实现思想:相邻两个数值比较,内循环结束一次,相对最大数,移置相对最右。

    

    实现代码

    

4.      快速排序

    实现思想:设置一个支点(一般为左边第一个数),每次循环后,大于支点的数放在支点的右边,小于支点的数放在左边,然后通过递归,传递支点左右两边的区间,重复前面步骤,直到满足条件时停止。

    

    实现代码:

    

5.      选择排序

    实现思想:假设最小值,并记录该数组的序号为min_index,然后放入右边区域与待比较的数值比较,发现不是最小,则改变min_index的值,直到离开while循环,交换假设的最小值和此时min_index对应的值。

    

    实现代码:

    

6.      归并排序

    实现思想:将一组数据拆分成长度为1的列表,相邻比较之后合并,直到合并完所有拆分出来的列表。

    

    实现代码:

    

    (如果只执行函数merge_sort(),并且打印left,right,可以看到结果如下

        

    )

    

总结:

不考虑时间复杂度,我更喜欢归并排序,因为最初实现它的人,其灵活使用递归的能耐让我折服(或许是我看的代码还太少的缘故)。然而事实上,归并排序的综合性能也是最好的,所以在处理大量复杂数值的排序上,多用用归并很不错。

如果仍有人无法理解这些排序的核心思想,我建议可以先背下来。对,就是背。想郭靖不懂什么是《九阴真经》的时候,不一样木木的背了下来吗?我们在学习过程中,有的是时间去理解,当你烂熟于心的时候,很难说不会对其中的主旨豁然开朗。即便退一步说,就算死记硬背了仍然理解不了,但是恭喜你,你至少还可以使用。

再再再再再……啰嗦一句,数据结构与算法对程序员来说真的很重要,无论考研还是找工作,都是绕不过的坎儿。所以硬着头皮上吧,自有好结果在未来等你!

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