Python之基本排序演算法的實現

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 1 import cProfile 2 import random 3 class SortAlgorithm: 4     def __init__(self,unsortedlist=[]): 5         self.unsortedlist = unsortedlist or [i for i in random.sample(range(10000),100)] 6         self.length = len(self.unsortedlist) 7  8     def bubble_sort(self): 9         ‘‘‘10         冒泡排序：從第一個元素開始，每每相鄰的兩個元素進行比較，若前者比後者大則交換位置。最後兩個相鄰元素比較完成後，最大的元素形成，11         然後再次從頭開始進行比較，若元素個數為n個，則總共需要進行n-1輪比較就可完成排序。一般情況下演算法複雜度是平方級。12         ‘‘‘13         for i in range(self.length-1):14             for j in range(self.length-i-1):15                 if self.unsortedlist[j]>self.unsortedlist[j+1]:16                     self.unsortedlist[j],self.unsortedlist[j+1] = self.unsortedlist[j+1],self.unsortedlist[j]17                     18         return self.unsortedlist19 20     def selection_sort(self):21         ‘‘‘22         選擇排序：從未排序的序列中找到一個最小的元素，放到第一位，再從剩餘未排序的序列中找到最小的元素，放到第二位，依此類推，直到所有元素都已排序完畢。23         假設序列元素總共n個，則我們需要找n-1輪，就可以使該序列排好序。時間複雜度是平方級。24         ‘‘‘25         for i in range(self.length-1):26             for j in range(i+1,self.length):27                 if self.unsortedlist[i]>self.unsortedlist[j]:28                     self.unsortedlist[i],self.unsortedlist[j] = self.unsortedlist[j],self.unsortedlist[i]29         return self.unsortedlist30 31     def insert_sort(self):32         ‘‘‘33         插入排序：把序列的第一個元素當成已排序列表中的元素，接著從第二個元素開始，與已排序列表中的元素一一比較，並放到合適的位置。假設有n個元素需要排序，則需要n-1輪插入就可排好序。34         時間複雜度為平方級。35         ‘‘‘36         for i in range(1,self.length):37             for j in range(i):38                 if self.unsortedlist[i]<self.unsortedlist[j]:39                     self.unsortedlist.insert(j,self.unsortedlist.pop(i))40                     break41         return self.unsortedlist42 43     def merge_sort(self,lists=None,divid=None):44         ‘‘‘45         歸併排序：歸併排序是約翰·馮·諾伊曼發明，是一種典型的分治法（Divide and Conquer），把一個無序列表一分為二，對每個子序列再一分為二，繼續下去，直到無法再進行劃分為止。46         然後，就開始合并的過程，對每個子序列和另外一個子序列的元素進行比較，依次把小元素放入結果序列中進行合并，最終完成歸併排序。時間複雜度是線性對數級。47         ‘‘‘48         lists = lists or self.unsortedlist49         if len(lists)<=1:50             return lists51         divid = divid or len(lists)//252         left_list = self.merge_sort(lists=lists[:divid])53         right_list = self.merge_sort(lists=lists[divid:])54                                 55         result = []56         l,r=0,057         while len(left_list)>l and len(right_list)>r:58             if left_list[l]<right_list[r]:59                 result.append(left_list[l])60                 l+=161             else:62                 result.append(right_list[r])63                 r+=164         result+=left_list[l:]65         result+=right_list[r:]66         return result67 68     def quick_sort(self,lists=None):69         ‘‘‘70         快速排序：快速排序也是一種分治思想，基本思想是先隨便在無序列表中找一個元素，以這個元素為基準，其他所有元素都跟該元素比，比該元素小的成為一個子序列，比該元素大的成為另一個子序列，71         這樣其中一部分資料都比另一部分小，然後再按照此方法分別進行快速排序，最終達到排序效果。時間複雜度一般為線性對數級。72         ‘‘‘73         lists = lists or self.unsortedlist74         if len(lists)<=1:75             return lists76         small = []77         large = []78         divid = lists.pop(0)79         for each in lists:80             if each<divid:81                 small.append(each)82             else:83                 large.append(each)84         self.quick_sort(small)85         self.quick_sort(large)86         return self.quick_sort(small)+[divid]+self.quick_sort(large)87             88 89 if __name__==‘__main__‘:90     sort = SortAlgorithm()91     #result = sort.bubble_sort()92     #result = sort.selection_sort()93     #result = sort.insert_sort()94     #result = sort.merge_sort()95     result = sort.quick_sort()96     print(result)

 

Python之基本排序演算法的實現