Python之基本排序算法的实现
import cProfile
import random
class SortAlgorithm:
def __init__(self,unsortedlist=[]):
self.unsortedlist = unsortedlist or [i for i in random.sample(range(10000),100)]
self.length = len(self.unsortedlist) def bubble_sort(self):
'''
冒泡排序:从第一个元素开始,每每相邻的两个元素进行比较,若前者比后者大则交换位置。最后两个相邻元素比较完成后,最大的元素形成,
然后再次从头开始进行比较,若元素个数为n个,则总共需要进行n-1轮比较就可完成排序。一般情况下算法复杂度是平方级。
'''
for i in range(self.length-1):
for j in range(self.length-i-1):
if self.unsortedlist[j]>self.unsortedlist[j+1]:
self.unsortedlist[j],self.unsortedlist[j+1] = self.unsortedlist[j+1],self.unsortedlist[j] return self.unsortedlist def selection_sort(self):
'''
选择排序:从未排序的序列中找到一个最小的元素,放到第一位,再从剩余未排序的序列中找到最小的元素,放到第二位,依此类推,直到所有元素都已排序完毕。
假设序列元素总共n个,则我们需要找n-1轮,就可以使该序列排好序。时间复杂度是平方级。
'''
for i in range(self.length-1):
for j in range(i+1,self.length):
if self.unsortedlist[i]>self.unsortedlist[j]:
self.unsortedlist[i],self.unsortedlist[j] = self.unsortedlist[j],self.unsortedlist[i]
return self.unsortedlist def insert_sort(self):
'''
插入排序:把序列的第一个元素当成已排序列表中的元素,接着从第二个元素开始,与已排序列表中的元素一一比较,并放到合适的位置。假设有n个元素需要排序,则需要n-1轮插入就可排好序。
时间复杂度为平方级。
'''
for i in range(1,self.length):
for j in range(i):
if self.unsortedlist[i]<self.unsortedlist[j]:
self.unsortedlist.insert(j,self.unsortedlist.pop(i))
break
return self.unsortedlist def merge_sort(self,lists=None,divid=None):
'''
归并排序:归并排序是约翰·冯·诺伊曼发明,是一种典型的分治法(Divide and Conquer),把一个无序列表一分为二,对每个子序列再一分为二,继续下去,直到无法再进行划分为止。
然后,就开始合并的过程,对每个子序列和另外一个子序列的元素进行比较,依次把小元素放入结果序列中进行合并,最终完成归并排序。时间复杂度是线性对数级。
'''
lists = lists or self.unsortedlist
if len(lists)<=1:
return lists
divid = divid or len(lists)//2
left_list = self.merge_sort(lists=lists[:divid])
right_list = self.merge_sort(lists=lists[divid:]) result = []
l,r=0,0
while len(left_list)>l and len(right_list)>r:
if left_list[l]<right_list[r]:
result.append(left_list[l])
l+=1
else:
result.append(right_list[r])
r+=1
result+=left_list[l:]
result+=right_list[r:]
return result def quick_sort(self,lists=None):
'''
快速排序:快速排序也是一种分治思想,基本思想是先随便在无序列表中找一个元素,以这个元素为基准,其他所有元素都跟该元素比,比该元素小的成为一个子序列,比该元素大的成为另一个子序列,
这样其中一部分数据都比另一部分小,然后再按照此方法分别进行快速排序,最终达到排序效果。时间复杂度一般为线性对数级。
'''
lists = lists or self.unsortedlist
if len(lists)<=1:
return lists
small = []
large = []
divid = lists.pop(0)
for each in lists:
if each<divid:
small.append(each)
else:
large.append(each)
self.quick_sort(small)
self.quick_sort(large)
return self.quick_sort(small)+[divid]+self.quick_sort(large) if __name__=='__main__':
sort = SortAlgorithm()
#result = sort.bubble_sort()
#result = sort.selection_sort()
#result = sort.insert_sort()
#result = sort.merge_sort()
result = sort.quick_sort()
print(result)
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