常見算法排序

常見排序歸類

直接插入排序

時間復雜度:O(n2)
空間復雜度:O(1)
穩(wěn)定性:穩(wěn)定
算法思想:假設待排序的數據是數組A[1….n]尺迂。初始時,A[1]自成1個有序區(qū)冒掌,無序區(qū)為A[2….n]噪裕。在排序的過程中,依次將A[i] (i=2,3,….,n)從后往前插入到前面已排好序的子數組A[1,…,i-1]中的適當位置股毫,當所有的A[i] 插入完畢膳音,數組A中就包含了已排好序的輸出序列。

def insert_sort(array):  # 定義直接插入排序的函數铃诬,將需要排序的數組作為形參
    for i in range(len(array)):  # 從頭依次循環(huán)祭陷,并取循環(huán)坐標作為下一循環(huán)的節(jié)點
        for j in range(i):  # 從頭開始,循環(huán)到第一循環(huán)循環(huán)到的數為止
            if array[i] > array[j]:  # 判斷第一循環(huán)坐標的值是否大于第二循環(huán)坐標的值
                array.insert(j, array.pop(i))  # 判斷結果為真則將值小的數置前
    return array  # 返回排好序之后的數組

希爾排序
時間復雜度:O(n)
空間復雜度:O(n√n)
穩(wěn)定性:不穩(wěn)定
算法思想:希爾排序是把記錄按下標的一定增量分組趣席,對每組使用直接插入排序算法排序兵志;隨著增量逐漸減少,每組包含的關鍵詞越來越多吩坝,當增量減至1時毒姨,整個文件恰被分成一組,算法便終止钉寝。

def shell_sort(array):
    gap = len(array)  # 設置增量
    while gap > 1:
        gap = gap // 2  # 選擇增量弧呐,當所有的數被分為一組的時候即退出循環(huán)
        for i in range(gap, len(array)):  # 分組
            for j in range(i % gap, i, gap):  # 設置增量為步進,實現(xiàn)比較每組數大小的效果
                if array[i] < array[j]:  # 判斷后將數值小的數組元素置前
                    array[i], array[j] = array[j], array[i]
    return array

簡單選擇排序
時間復雜度:O(n2)
空間復雜度:O(1)
穩(wěn)定性:不穩(wěn)定
算法思想:每一趟從待排序的數據元素中選擇最星陡佟(或最大)的一個元素作為首元素俘枫,直到所有元素排完為止,簡單選擇排序是不穩(wěn)定排序逮走。

def select_sort(array):
    for i in range(len(array)):  # 每取一個值鸠蚪,可以看做是一趟
        x = i  # min index
        for j in range(i, len(array)):  # 遍歷數組,與取出的元素進行比較
            if array[j] < array[x]:  # 取當前趟次最小元素,置于已經遍歷過的數據之前
                x = j
        array[i], array[x] = array[x], array[i]
    return array

堆排序
時間復雜度:O(nlog?n)
空間復雜度:O(1)
穩(wěn)定性:不穩(wěn)定
算法思想:將待排序序列構造成一個大頂堆茅信,此時盾舌,整個序列的最大值就是堆頂的根節(jié)點。將其與末尾元素進行交換蘸鲸,此時末尾就為最大值妖谴。然后將剩余n-1個元素重新構造成一個堆,這樣會得到n個元素的次小值酌摇。如此反復執(zhí)行膝舅,便能得到一個有序序列了。

def heap_sort(array):
    def heap_adjust(parent):  # 構造初始堆并比較近似完全二叉樹中節(jié)點的值
        child = 2 * parent + 1  # 左孩子節(jié)點
        while child < len(heap):
            if child + 1 < len(heap):
                if heap[child + 1] > heap[child]:
                    child += 1  # 右孩子節(jié)點
            if heap[parent] >= heap[child]:  # 父節(jié)點大于右孩子節(jié)點便結束循環(huán)
                break
            heap[parent], heap[child] = heap[child], heap[parent]  # 交換左孩子節(jié)點與父節(jié)點的值窑多,使大數后沉

            parent, child = child, 2 * child + 1

    heap, array = array.copy(), []
    for i in range(len(heap) // 2, -1, -1):
        heap_adjust(i)
    while len(heap) != 0:  # 使所有的數都經過比較
        heap[0], heap[-1] = heap[-1], heap[0]
        array.insert(0, heap.pop())
        heap_adjust(0)
    return array

https://blog.csdn.net/MoreWindows/article/details/6709644
http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/10/06/2199741.html
https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6129630.html


http://images.cnblogs.com/cnblogs_com/kkun/201111/201111301912294099.gif
冒泡排序
時間復雜度:O(n2)
空間復雜度:O(1)
穩(wěn)定性:穩(wěn)定
算法思想:對相鄰的元素進行兩兩比較仍稀,順序相反則進行交換,這樣埂息,每一趟會將最小或最大的元素“浮”到頂端技潘,最終達到完全有序。

def bubble_sort(array):
    for i in range(len(array)):
        for j in range(i, len(array)):
            if array[i] > array[j]:  # 若前面的數大于后面的數耿芹,則交換位置
                array[i], array[j] = array[j], array[i]
    return array

快速排序
時間復雜度:O(nlog?n)
空間復雜度:O(nlog?n)
穩(wěn)定性:不穩(wěn)定
算法思想:通過一趟排序將要排序的數據分割成獨立的兩部分崭篡,其中一部分的所有數據都比另外一部分的所有數據都要小,然后再按此方法對這兩部分數據分別進行快速排序吧秕,整個排序過程可以遞歸進行,以此達到整個數據變成有序序列迹炼。

def quick_sort(array):
    def recursive(begin, end):
        if begin > end:
            return
        l, r = begin, end
        pivot = array[l]  # 定義標準砸彬,也就是本次執(zhí)行結束之后找到自己位置的那個數
        while l < r:  # 利用while循環(huán)從開始到結尾依次與標準比較
            while l < r and array[r] > pivot:  # 比標準大的數,放到右邊
                r -= 1
            while l < r and array[l] <= pivot:  # 比標準小的數斯入,放到左邊
                l += 1
            array[l], array[r] = array[r], array[l]  # 若不滿足上述條件砂碉,左右調換
        array[l], array[begin] = pivot, array[l]  # 標準找到自己位置
        recursive(begin, l - 1)  # 左邊調用,即:對比已經找到位置的數小的數進行排序
        recursive(r + 1, end)  # 右邊調用刻两,即:對比已經找到位置的數大的數進行排序

    recursive(0, len(array) - 1)  # 調用一次方法增蹭,一個數找到正確位置,下次參與排序的數-1
    return array

http://www.cnblogs.com/foreverking/articles/2234225.html


歸并排序
時間復雜度:O(nlog?n)
空間復雜度:O(1)
穩(wěn)定性:穩(wěn)定
算法思想:是創(chuàng)建在歸并操作上的一種有效的排序算法磅摹,效率為O(n log n)滋迈。1945年由約翰·馮·諾伊曼首次提出。該算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一個非常典型的應用户誓,且各層分治遞歸可以同時進行饼灿。(先分后治再合并)

def merge_sort(array):
    def merge_arr(arr_l, arr_r):  # 先治后合
        array = []
        while len(arr_l) and len(arr_r):  # 治
            if arr_l[0] <= arr_r[0]:  # 右邊的組數大,就添加左邊的數到下一組
                array.append(arr_l.pop(0))  # 判斷一個帝美,取出一個碍彭,直到全部取完
            elif arr_l[0] > arr_r[0]:  # 左邊的組數大,就添加右邊的數到下一組
                array.append(arr_r.pop(0))
        if len(arr_l) != 0:  # 合
            array += arr_l  # 合左邊
        elif len(arr_r) != 0:
            array += arr_r  # 合右邊
        return array

    def recursive(array):  # 分
        if len(array) == 1:  # 分到最小單位
            return array
        mid = len(array) // 2  # 對二取整,切片劃分數組
        arr_l = recursive(array[:mid])
        arr_r = recursive(array[mid:])
        return merge_arr(arr_l, arr_r)  # 一分為二

    return recursive(array)

https://www.cnblogs.com/chengxiao/p/6194356.html


基數排序
時間復雜度:O(d(r+n))
空間復雜度:O(rd+n)
穩(wěn)定性:穩(wěn)定
算法思想:將整數按位數切割成不同的數字庇忌,然后按每個位數分別比較舞箍。

def radix_sort(array):
    bucket, digit = [[]], 0  # 初始化桶數組和數位控制
    while len(bucket[0]) != len(array):  # 判斷是否將所有位數取出
        bucket = [[], [], [], [], [], [], [], [], [], []]  # 設置桶數組
        for i in range(len(array)):
            num = (array[i] // 10 ** digit) % 10  # 取當前位數
            bucket[num].append(array[i])  # 放入相應的桶中
        array.clear()  # 清楚當前數據
        for i in range(len(bucket)):
            array += bucket[i]  # 將排好序的桶數組添加進數組
        digit += 1  # 數位控制
    return array

https://www.cnblogs.com/skywang12345/p/3603669.html


算法執(zhí)行時間
算法速度比較
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