在计算机编程中,排序是一种常见的操作,用于将一组数据按照特定的顺序进行排列。以下是一些常见的排序算法及其实现:
冒泡排序(Bubble Sort) 原理
:通过重复遍历待排序的列表,比较相邻两个元素的大小并交换位置,直到整个列表有序。
时间复杂度:O(n^2)
稳定性:稳定
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] ```选择排序(Selection Sort)
原理:每次从待排序的数据中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,然后再从剩余未排序的元素中继续寻找最小(或最大)元素,然后放到已排序序列的末尾。
时间复杂度:O(n^2)
稳定性:不稳定
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] ```插入排序(Insertion Sort)
原理:将待排序的序列分为已排序和未排序两部分,每次从未排序部分选择一个元素插入到已排序部分的正确位置。
时间复杂度:O(n^2)(最好情况O(n))
稳定性:稳定
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 arr[j] > key: arr[j + 1] = arr[j] j -= 1 arr[j + 1] = key ```快速排序(Quick Sort)
原理:采用分治的思想,通过一趟排序将待排序序列分割成两部分,其中一部分的所有元素都比另一部分小,然后递归地对两部分进行排序。
时间复杂度:O(nlogn)
稳定性:不稳定
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(Merge Sort)
原理:采用分治的思想,将待排序序列分割成若干个子序列,分别进行排序,然后将排好序的子序列合并成最终的有序序列。
时间复杂度:O(nlogn)
稳定性:稳定
实现