在编程中,排序是一项常见任务,可以通过多种算法来实现。以下是一些常用的排序方法及其实现:
冒泡排序
原理:通过重复遍历列表,比较相邻元素并交换它们的位置,使得每一轮遍历后最大(或最小)的元素冒泡到末尾。
实现:
```python
def bubble_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n):
for j in range(0, n-i-1):
if arr[j] > arr[j+1]:
arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
return arr
```
选择排序
原理:每次从未排序部分中选择最小(或最大)的元素,并将其放到已排序部分的末尾。
实现:
```python
def selection_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n):
min_idx = i
for j in range(i+1, n):
if arr[j] < arr[min_idx]:
min_idx = j
arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]
return arr
```
插入排序
原理:将待排序的元素逐个插入到已排序的序列中的正确位置。
实现:
```python
def insertion_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(1, n):
key = arr[i]
j = i - 1
while j >= 0 and key < arr[j]:
arr[j + 1] = arr[j]
j -= 1
arr[j + 1] = key
return arr
```
快速排序
原理:选择一个基准元素,将序列分割为两部分,左边的元素都比基准小,右边的元素都比基准大,然后对左右两部分递归地进行快速排序。
实现:
```python
def quick_sort(arr):
if len(arr) <= 1:
return arr
pivot = arr[len(arr) // 2]
left = [x for x in arr if x < pivot]
middle = [x for x in arr if x == pivot]
right = [x for x in arr if x > pivot]
return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)
```
归并排序
原理:将序列分成两个子序列,分别进行归并排序,然后将两个有序的子序列合并成一个有序序列。
实现:
```python
def merge_sort(arr):
if len(arr) > 1:
mid = len(arr) // 2
left_half = arr[:mid]
right_half = arr[mid:]
merge_sort(left_half)
merge_sort(right_half)
i = j = k = 0
while i < len(left_half) and j < len(right_half):
if left_half[i] < right_half[j]:
arr[k] = left_half[i]
i += 1
else:
arr[k] = right_half[j]
j += 1
k += 1
while i < len(left_half):
arr[k] = left_half[i]
i += 1
k += 1
while j < len(right_half):
arr[k] = right_half[j]
j += 1
k += 1
return arr
```
堆排序
原理:将待排序序列构建成一个大(或小)根堆,然后依次将堆顶元素和最后一个元素交换,再重新调整堆,重复执行直到所有元素有序。
实现: