5Python全棧之路系列之算法
ython全棧之路系列之算法
一個算法的優劣可以用空間復雜度與時間復雜度來衡量。
冒泡排序
冒泡排序(英語:Bubble Sort,臺灣另外一種譯名為:泡沫排序)是一種簡單的排序算法。它重復地走訪過要排序的數列,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。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換,也就是說該數列已經排序完成。這個算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢“浮”到數列的頂端。
from random import randint li = [randint(-10, 1000) for _ in range(10)] # 生成10個-10到100之間的隨機數字 for n in range(len(li)): # 循環列表中所有的元素 for i in range(len(li) - 1 - n): # 每次求最大值,放到最後,不對比匹配到最大的那個值 if li[i] > li[i + 1]: # 當前值大於當前值的下一個 li[i], li[i + 1] = li[i + 1], li[i] # 位置調換一下 print(li) # 輸出
選擇排序
選擇排序(Selection sort)是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置,然後,再從剩余未排序元素中繼續尋找最小(大)元素,然後放到已排序序列的末尾。以此類推,直到所有元素均排序完畢。
from random import randint List = [randint(-10, 1000) for _ in range(10)] # 生成10個-10到100之間的隨機數字 for Index in range(len(List)): # 循環列表所有索引 Sam = Index # 最小值的索引 for I in range(Index, len(List)): # 每次循環都不取上次取到的最大值 if List[Sam] > List[I]: # 列表的某個值大於當前小循環的值 Sam = I # 最小值的所以賦值給sma List[Index], List[Sam] = List[Sam], List[Index] # 交換位置 print(List)
插入排序
插入排序(英語:Insertion Sort)是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是通過構建有序序列,對於未排序數據,在已排序序列中從後向前掃描,找到相應位置並插入。插入排序在實現上,通常采用in-place排序(即只需用到O(1)的額外空間的排序),因而在從後向前掃描過程中,需要反復把已排序元素逐步向後挪位,為最新元素提供插入空間。
from random import randint List = [randint(-10, 10000) for _ in range(10)] # 生成10個-10到100之間的隨機數字 for Index in range(1, len(List)): I = Index # 剛開始往左邊走的第一個位置 val = List[I] # 先把當前值存起來 while I > 0 and val < List[I - 1]: List[I] = List[I - 1] I -= 1 List[I] = val print(List)
希爾排序
希爾排序,也稱遞減增量排序算法,是插入排序的一種更高效的改進版本。希爾排序是非穩定排序算法。
希爾排序是基於插入排序的以下兩點性質而提出改進方法的:
插入排序在對幾乎已經排好序的數據操作時,效率高,即可以達到線性排序的效率
但插入排序一般來說是低效的,因為插入排序每次只能將數據移動一位
from random import randint List = [randint(-20, 100) for _ in range(10)] # 生成10個-10到100之間的隨機數字 Step = int(len(List) / 2) # 將列表切分成兩半 while Step >= 1: # 如果切分的值大於等於1 for Index in range(len(List) - Step): if List[Index] > List[Index + Step]: List[Index], List[Index + Step] = List[Index + Step], List[Index] # 位置交換 Step = int(Step / 2) else: # 進入插入排序 for Index in range(len(List)): while Index > 0 and List[Index] < List[Index - 1]: List[Index], List[Index - 1] = List[Index - 1], List[Index] Index -= 1 print(List)
快速排序
在數據集之中,選擇一個元素作為基準(pivot)。
所有小於基準的元素,都移到基準的左邊;所有大於基準的元素,都移到基準的右邊。這個操作稱為分區 (partition) 操作,分區操作結束後,基準元素所處的位置就是最終排序後它的位置。
對基準左邊和右邊的兩個子集,不斷重復第一步和第二步,直到所有子集只剩下一個元素為止。
#!/usr/bin/env python # _*_ coding: utf-8 _*_ from random import randint li = [randint(-20, 100) for _ in range(10)] def quick_sort(List, start, end): print(List, start, end) if start >= end: return Key = List[start] # 值 LeftIndex = start # 左邊 RightIndex = end # youbian while LeftIndex < RightIndex: # while LeftIndex < RightIndex and List[RightIndex] > Key: # 代表要繼續往左邊移動小旗子 RightIndex -= 1 List[LeftIndex], List[RightIndex] = List[RightIndex], List[LeftIndex] while LeftIndex < RightIndex and List[LeftIndex] <= Key: # 左邊小旗子開始向右移動 LeftIndex += 1 List[LeftIndex], List[RightIndex] = List[RightIndex], List[LeftIndex] quick_sort(List, start, LeftIndex - 1) # 左邊 quick_sort(List, LeftIndex + 1, end) quick_sort(li, 0, len(li) - 1) print(li)
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