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常用算法及其Python实现

冒泡排序

def bubble_sort(li):
   for i in range(len(li)-1): # i表示第几趟
       for j in range(len(li)-i-1): # j表示图中的箭头
           if li[j] > li[j+1]:
               li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]

============冒泡排序(优化)============
def bubble_sort_1(li):
   for i in range(len(li)-1): # i表示第几趟
       exchange = False
       for j in range(len(li)-i-1): # j表示图中的箭头
           if li[j] > li[j+1]:
               li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]
               exchange = True
       if not exchange:
           return
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选择排序

def select(li):
   for i in range(len(li)):
       # 第i趟开始时 无序区:li[i:]
       # 找无序区最小值,保存最小值的位置
       min_index = i
       for j in range(i + 1, len(li)):
           if li[j] < li[min_index]:
               min_index = j
       li[min_index], li[i] = li[i], li[min_index]
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插入排序

def insert_sort(li):
   for i in range(1, len(li)): # i是摸到的牌的下标
       tmp = li[i]     # tmp是摸到牌的值
       # 方法一
       j = i - 1 # j是手里最后一张牌的下标    li[j]是手里最后一张牌的值
       while j >= 0 and li[j] > tmp:   # 两个终止条件:j小于0表示tmp是最小的 顺序不要乱 
           li[j+1] = li[j]
           j -= 1
       # 方法二
       # for j in range(i-1, -1, -1):
       #     if li[j] > tmp:
       #         li[j+1] = li[j]
       #     else:
       #         break
       li[j+1] = tmp   #将摸到的牌 插入到 往前挪过之后的 j 的后一位
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快速排序

def part(li, left, right):  # 列表,最左索引,最右索引
   tmp = li[left]  # 先找个临时变量把第一个元素存起来
   while left < right:  # 当最左小于最右
       while left < right and li[right] >= tmp:  # 当最左<最右 且 最右边的值大于等于临时变量
           right -= 1  # 最右 往左 挪 1 个单位长度
       li[left] = li[right]  # 都不满足:把挪完之后的最右的值 赋值给 最左的值(即最右的值小于临时变量时,这个值挪到当前最左的值)
       while left < right and li[left] <= tmp:  # 当最左<最右 且 最左边的值小于等于临时变量
           left += 1  # 最左 往右 挪 1 个单位长度
       li[right] = li[left]  # 都不满足:把挪完之后的最左的值 赋值给 最右的值(即最左的值大于临时变量时,这个值挪到当前最右的值)
   li[left] = tmp  # 当前最左最右的值相等时,把这个值赋给临时变量
   return left  # 返回当前临时变量的索引


def quick(li, left, right):
   if left < right:  # 如果左索引<右索引
       mid = part(li, left, right)  # 调用part进行分区 返回一个索引赋给mid
       quick(li, left, mid - 1)  # 递归调用quick 直到left=mid-1
       quick(li, mid + 1, right)  # 递归调用quick 直到mid+1=right


li = list(range(1000))
import random
random.shuffle(li)
print(li)

quick(li, 0, len(li) - 1)
print(li)
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堆排序

def sift(li, low, high):
   tmp = li[low]
   i = low
   j = 2 * i + 1
   while j <= high: # 退出条件2:当前i位置是叶子结点,j位置超过了high
       # j 指向更大的孩子
       if j + 1 <= high and li[j+1] > li[j]:
           j = j + 1 # 如果右孩子存在并且更大,j指向右孩子
       if tmp < li[j]:
           li[i] = li[j]
           i = j
           j = 2 * i + 1
       else:       # 退出条件1:tmp的值大于两个孩子的值
           break
   li[i] = tmp

@cal_time
def heap_sort(li):
   # 1. 建堆
   n = len(li)
   for i in range(n//2-1, -1, -1):
       # i 是建堆时要调整的子树的根的下标
       sift(li, i, n-1)
   # 2.挨个出数
   for i in range(n-1, -1, -1): #i表示当前的high值 也表示棋子的位置
       li[i], li[0] = li[0], li[i]
       # 现在堆的范围 0~i-1
       sift(li, 0, i-1)
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归并排序

def merge(li, low, mid, high):
   i = low
   j = mid + 1
   ltmp = []
   while i <= mid and j <= high:
       if li[i] < li[j]:
           ltmp.append(li[i])
           i += 1
       else:
           ltmp.append(li[j])
           j += 1
   while i <= mid:
       ltmp.append(li[i])
       i += 1
   while j <= high:
       ltmp.append(li[j])
       j += 1
   # for k in range(low, high+1):
   #     li[k] = ltmp[k-low]
   li[low:high+1] = ltmp

def merge_sort(li, low, high):
   if low < high:
       mid = (low + high) // 2
       merge_sort(li, low, mid)
       merge_sort(li, mid+1, high)
       merge(li, low, mid, high)

# li = list(range(10000))
# random.shuffle(li)
# merge_sort(li, 0, len(li)-1)
# print(li)
li = [10,4,6,3,8,2,5,7]
merge_sort(li, 0, len(li)-1)
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总结

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