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一道題引發的排序思考——把陣列排成最小的數

刷題刷到一道覺得特有價值的排序 題,今天和大家分享一下:

題目描述:

輸入一個非負整數陣列,把數組裡所有數字拼接起來排成一個數,列印能拼接出的所有數字中最小的一個。

示例 1:

輸入: [10,2]
輸出: "102"

示例2:

輸入: [3,30,34,5,9]
輸出: "3033459"

說明:

  • 輸出結果可能非常大,所以你需要返回一個字串而不是整數
  • 拼接起來的數字可能會有前導 0,最後結果不需要去掉前導 0

思路(LeetCode):

此題求拼接起來的 “最小數字” ,本質上是一個排序問題。
排序判斷規則: 設 nums 任意兩數字的字串格式 x 和 y ,則

  • 若拼接字串 x + y > y + x,x+y>y+x ,則 x > y;
  • 反之,若 x + y < y + x,x+y<y+x ,則 x < y ;

根據以上規則,套用任何排序方法對 numsnums 執行排序即可。

演算法流程:

  • 初始化: 字串列表 strsstrs ,儲存各數字的字串格式;
  • 列表排序: 應用以上 “排序判斷規則” ,對 strsstrs 執行排序;
  • 返回值: 拼接 strs 中的所有字串,並返回。

複雜度分析:

時間複雜度 O(NlogN) : N 為最終返回值的字元數量( strs列表的長度 ≤N );使用快排內建函式的平均時間複雜度為O(NlogN) ,最差為 O(N^2)。

空間複雜度 O(N) : 字串列表 strs佔用線性大小的額外空間。

程式碼實現:

一、冒泡

看懂思路,寫程式碼還是非常簡單的。首先我先寫一下比較low的氣泡排序來做(為什麼用這麼low的?因為就冒泡背的最熟hhhh)

nums = [3,5,9,30,34]
def bubblesort(num):
    num = list(map(str,num))
    for i in range(len(num)-1):
        for j in range(len(num)-i-1):
            if num[j] + num[j+1] > num[j+1] + num[j]:
                num[j],num[j
+1] = num[j+1],num[j] return "".join(num) print(bubblesort(nums))

二、快排

但是冒泡的時間複雜度比較高O(N^2),所以我們可以用快排來實現:

首先為了直觀,我在這裡先用寫一個快排的簡單排序程式碼,如下:

# 快速排序
nums = [3,5,9,30,34]

def fsort(nums,l,r):
    if l >= r:
        return
    i, j = l, r
    while i < j:
        while nums[j] >= nums[l] and i < j:
            j -= 1
        while nums[i] <= nums[l] and i < j:
            i += 1
        nums[i], nums[j] = nums[j], nums[i]
    nums[i], nums[l] = nums[l], nums[i]
    fsort(nums,l, i - 1)
    fsort(nums,i + 1, r)
    return nums
print(fsort(nums,0,len(nums)-1))

接下來我們就用快排來解題,思路是一樣的,只需要把排序規則那裡做一下改動即可

nums = [3,30,34,5,9]
def minNumber(nums):
    def fast_sort(l , r):
        if l >= r:
            return
        i, j = l, r
        while i < j:
            while strs[j] + strs[l] >= strs[l] + strs[j] and i < j:
                j -= 1
            while strs[i] + strs[l] <= strs[l] + strs[i] and i < j:
                i += 1
            strs[i], strs[j] = strs[j], strs[i]
        strs[i], strs[l] = strs[l], strs[i]
        fast_sort(l, i - 1)
        fast_sort(i + 1, r)

    strs = [str(num) for num in nums]
    fast_sort(0, len(strs) - 1)
    return ''.join(strs)

print(minNumber(nums))

三、python內建排序函式

在這裡呢我先將程式碼寫在這裡:

nums = [3,30,34,5,9]
import functools
def minNumber(nums):
        def sort_rule(x, y):
            a, b = x + y, y + x
            if a > b:
                return 1
            elif a < b:
                return -1
            else:
                return 0

        strs = [str(num) for num in nums]
        strs.sort(key = functools.cmp_to_key(sort_rule))
        return ''.join(strs)

print(minNumber(nums))

在這裡用到了python內建的排序函式sort,它的排序規則用函式sort_rule來完成。

為了更直觀一點,我在這裡寫一個簡單的排序程式碼,供大家參考:

#內建函式完成排序
nums = [3,30,34,5,9]
def sort_rule(x, y):
    a, b = x, y
    if a > b:
        return 1
    elif a < b:
        return -1
    else:
        return 0

nums.sort(key = functools.cmp_to_key(sort_rule))
print(nums)