一、冒泡排序
# 冒泡排序
def bubbleSort(l):
for i in range(len(l)-1, 0, -1):
exchange = False
for j in range(i):
if l[j] > l[j+1]:
exchange = True
l[j], l[j+1] = l[j+1], l[j]
if not exchange:
return l
return l
二、选择排序
# 选择排序
def selectionSort(l):
for i in range(len(l)-1, 0, -1):
largest = 0
for j in range(1, i+1):
if l[j] > l[largest]:
largest = j
l[i], l[largest] = l[largest], l[i]
return l
三、插入排序
# 插入排序
def insertionSort(l):
for i in range(1, len(l)):
cur = l[i]
position = i-1
while position >= 0 and l[position] > cur:
l[position+1] = l[position]
position -= 1
l[position+1] = cur
return l
四、希尔排序
插入排序的比对次数,在最好的情况下是O(n),这发生在列表已是有序的情况下。实际上,列表越接近有序,插入排序的比对次数就越少。谢尔排序以插入排序作为基础,对无序表进行间隔划分,并对每个子列表都执行插入排序。随着子列表的数量越来越少,无序表的整体越来越接近有序,从而减少整体排序的比对次数。最后一趟是标准的插入排序,但由于前面几趟已经将列表处理到接近有序,这一趟仅需少数几次移动即可完成。子列表的间隔一般从n/2开始,每趟倍增:n/4, n/8......直到1。
由于每趟都使得列表更加接近有序,这过程会减少很多原先需要的无效比对。对谢尔排序的详尽分析比较复杂,大致说是介于O(n)和O(n^2)之间。
如果将间隔保持在2k-1
(1、3、5、7、15、31
等等),谢尔排序的时间复杂度约为O(n^1.5)
。
希尔排序不稳定。例如[2, 5, 2, 1, 4, 6]
,间隔为3
,上来就把l[0]
和l[3]
互换了,那么l[0]
与l[2]
的顺序就变了。
五、归并排序
归并排序是稳定的:合并两个有序数组的时候,是稳定的。两个有序数组比较第一个元素,哪个小,哪个先。如果相等,则左数组先。
归并排序需要额外的的存储空间,因为合并时需要。
时间复杂度:最好、最差和平均都是。每一层的时间复杂度为,共有logn
层。
# 归并排序
def mergeSort(l):
if len(l) <= 1:
return l
mid = len(l)//2
left = mergeSort(l[:mid])
right = mergeSort(l[mid:])
merge = []
while left and right:
if left[0] <= right[0]:
merge.append(left.pop(0))
else:
merge.append(right.pop(0))
merge.extend(left if left else right)
return merge
六、快速排序
快速排序是不稳定的:[5, 8, 2, 5, 2]
,8
和最后一个2
交换,则两个2
的次序变了。长距离交换,不稳定!
快速排序需要额外的的存储空间,因为虽然不需要存数组,但递归调用是用栈的,需要额外存储空间。
最好情况:每一次的flag
刚好都可以平分整个数组,此时的时间复杂度为;
最差情况:每一次的flag
刚好都是最大或者最小的数,此时的时间复杂度为;
平均情况:经过推导,平均情况为。
# 快速排序
def quickSort(l, left, right):
if right <= left:
return
leftmark, rightmark = left, right
tmp = l[left]
leftmark += 1
while leftmark <= rightmark:
while leftmark <= rightmark and l[leftmark] <= tmp:
leftmark += 1
while leftmark <= rightmark and l[rightmark] >= tmp:
rightmark -= 1
if leftmark < rightmark:
l[leftmark], l[rightmark] = l[rightmark], l[leftmark]
l[left], l[rightmark] = l[rightmark], l[left]
quickSort(l, left, rightmark-1)
quickSort(l, rightmark+1, right)
return l