用Python实现的数据结构与算法:快速排序
一、概述
快速排序(quick sort)是一种分治排序算法。该算法首先 选取 一个划分元素(partition element,有时又称为pivot);接着重排列表将其 划分 为三个部分:left(小于划分元素pivot的部分)、划分元素pivot、right(大于划分元素pivot的部分),此时,划分元素pivot已经在列表的最终位置上;然后分别对left和right两个部分进行 递归排序。
其中,划分元素的 选取 直接影响到快速排序算法的效率,通常选择列表的第一个元素或者中间元素或者最后一个元素作为划分元素,当然也有更复杂的选择方式;划分 过程根据划分元素重排列表,是快速排序算法的关键所在,该过程的原理示意图如下:
<-- 选取划分元素 -->
<-- 划分过程 -->
<-- 划分结果 -->
快速排序算法的优点是:原位排序(只使用很小的辅助栈),平均情况下的时间复杂度为 O(n log n)。快速排序算法的缺点是:它是不稳定的排序算法,最坏情况下的时间复杂度为 O(n2)。
二、Python实现
1、标准实现
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
def stdQuicksort(L):
qsort(L, 0, len(L) - 1)
def qsort(L, first, last):
if first < last:
split = partition(L, first, last)
qsort(L, first, split - 1)
qsort(L, split + 1, last)
def partition(L, first, last):
# 选取列表中的第一个元素作为划分元素
pivot = L[first]
leftmark = first + 1
rightmark = last
while True:
while L[leftmark] <= pivot: # 如果列表中存在与划分元素pivot相等的元素,让它位于left部分
# 以下检测用于划分元素pivot是列表中的最大元素时,防止leftmark越界
if leftmark == rightmark:
break
leftmark += 1
while L[rightmark] > pivot:
# 这里不需要检测,划分元素pivot是列表中的最小元素时,rightmark会自动停在first处
rightmark -= 1
if leftmark < rightmark:
# 此时,leftmark处的元素大于pivot,而rightmark处的元素小于等于pivot,交换二者
L[leftmark], L[rightmark] = L[rightmark], L[leftmark]
else:
break
# 交换first处的划分元素与rightmark处的元素
L[first], L[rightmark] = L[rightmark], L[first]
# 返回划分元素pivot的最终位置
return rightmark
2、Pythonic实现
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
def pycQuicksort(L):
if len(L) <= 1: return L
return pycQuicksort([x for x in L if x < L[0]]) + \
[x for x in L if x == L[0]] + \
pycQuicksort([x for x in L if x > L[0]])
对比 标准实现 可以看出,Pythonic实现 更简洁、更直观、更酷。但需要指出的是,Pythonic实现 使用了Python中的 列表解析 (List Comprehension,也叫列表展开、列表推导),每一次 递归排序 都会产生新的列表,因此失去了快速排序算法本来的 原位排序 的优点。
三、算法测试
#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
if __name__ == '__main__':
L = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
M = L[:]
print('before stdQuicksort: ' + str(L))
stdQuicksort(L)
print('after stdQuicksort: ' + str(L))
print('before pycQuicksort: ' + str(M))
print('after pycQuicksort: ' + str(pycQuicksort(M)))
运行结果:
$ python testquicksort.py
before stdQuicksort: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
after stdQuicksort: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]
before pycQuicksort: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
after pycQuicksort: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]
用Python实现的数据结构与算法:快速排序的更多相关文章
- 用Python实现的数据结构与算法:开篇
一.概述 用Python实现的数据结构与算法 涵盖了常用的数据结构与算法(全部由Python语言实现),是 Problem Solving with Algorithms and Data Struc ...
- Python实现的数据结构与算法之队列详解
本文实例讲述了Python实现的数据结构与算法之队列.分享给大家供大家参考.具体分析如下: 一.概述 队列(Queue)是一种先进先出(FIFO)的线性数据结构,插入操作在队尾(rear)进行,删除操 ...
- 用python语言讲解数据结构与算法
写在前面的话:关于数据结构与算法讲解的书籍很多,但是用python语言去实现的不是很多,最近有幸看到一本这样的书籍,由Brad Miller and David Ranum编写的<Problem ...
- python 下的数据结构与算法---8:哈希一下【dict与set的实现】
少年,不知道你好记不记得第三篇文章讲python内建数据结构的方法及其时间复杂度时里面关于dict与set的时间复杂度[为何访问元素为O(1)]原理我说后面讲吗?其实就是这篇文章讲啦. 目录: 一:H ...
- python 下的数据结构与算法---1:让一切从无关开始
这段时间把<Data Structure and Algorithms with python>以及<Problem Solving with Algorithms and Dat ...
- Python实现的数据结构与算法之快速排序详解
一.概述 快速排序(quick sort)是一种分治排序算法.该算法首先 选取 一个划分元素(partition element,有时又称为pivot):接着重排列表将其 划分 为三个部分:left( ...
- python数据结构与算法——快速排序
快速排序通过不断将数列分段,使得较小的数在左边的序列,较大的数在右边的序列,不断重复此过程实现排序效果.通过设置两个哨兵不断的找两个序列的较小数,较大数,并把左右的数据互换,实现对数据从粗到细的排序. ...
- 用Python实现的数据结构与算法:堆栈
一.概述 堆栈(Stack)是一种后进先出(LIFO)的线性数据结构,对堆栈的插入和删除操作都只能在栈顶(top)进行. 二.ADT 堆栈ADT(抽象数据类型)一般提供以下接口: Stack() 创建 ...
- Python中的数据结构和算法
一.算法 1.算法的时间复杂度 大 O 记法,是描述算法复杂度的符号O(1) 常数复杂度,最快速的算法. 取数组第 1000000 个元素 字典和集合的存取都是 O(1) 数组的存取是 O(1) O( ...
随机推荐
- 【python 2.7】输入任意字母数字,输出其对应的莫尔斯码并播放声音
#python 2.7 #!/usr/bin/env python # -*- coding:utf-8 -*- import os import winsound,sys,time __author ...
- kubeadm 线上集群部署(二) K8S Master集群安装以及工作节点的部署
PS:所有机器主机名请提前设置好 在上一篇,ETCD集群我们已经搭建成功了,下面我们需要搭建master相关组件,apiverser需要与etcd通信并操作 1.配置证书 将etcd证书上传到mast ...
- windows 7 php 7.1 命令行 执行 中文文件名 的PHP文件
在PHP5.6时代直接执行 php.exe 文件.php 是没有的这个问题 在win下的命令行中 活动代码页命令 chcp 修改 chcp 936 //gbk chcp 65001 //utf-8 ...
- 团队项目之开题scrum meeting
scrum meeting 会议记 一.会议要点: 1.确定成员角色: 2.讨论关于项目的疑问: 3.制定一周内成员任务. 二.具体会议内容: 1.成员角色: PM:杨伊 Dev:徐钧鸿 刘浩然 张艺 ...
- sprint会议1
昨天:进行第一次站立会议,讨论冲刺阶段,目标,任务认领,制作索引卡. 今天:准备查找安卓APP开发的有关资料,安装有关软件. 遇到的问题:对这方面毫无了解,不知道怎么开始,从哪开始,完全没经验.
- wamp 修改www目录
我的情况 Wamp版本:2.2 WAMP2.2安装目录:C:/ www目录:D:/wamp/www/ 变更目录:E:/HbuilderProjects/ 一 主要过程: (1)修改 D:\wamp\b ...
- C++ 游戏之点点水果
大二时利用C++编写的点水果小游戏 程序代码总共3个文件,main.cpp Fruit.h Fruit.cpp 代码将在图片下面给出 至于讲解,由于过了一年多的时间,有点忘记了,但我会努力回忆并即时 ...
- Android:java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded
Android编译:java.lang.OutOfMemoryError:GC overhead limit exceeded 百度好多什么JVM啊之类的东西,新手简单粗暴的办法: 1.在的Model ...
- 简单复利计算c语言实现
#include<stdio.h>#include<math.h>float i; //利率 float p; //期初金额 float F; //未来值 int n; //期 ...
- 使用FileReader对象的readAsDataURL方法来读取图像文件
使用FileReader对象的readAsDataURL方法来读取图像文件 FileReader对象的readAsDataURL方法可以将读取到的文件编码成Data URL.Data URL是一项 ...