看到的最棒的经典排序算法讲解

1.冒泡排序

  冒泡排序是一种交换排序算法。它重复地走访要排序的数列，一次比较两个元素，如果它们的顺序错误就把它们交换过来，走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交。

def bubbleSort(a):
    """
    比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个；
    对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对，这样在最后的元素应该会是最大的数；
    针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个；
    重复步骤1~3，直到排序完成。
    :param a:
    :return:
    """
    l = len(a)
    for i in range(l):
        for j in range(l-1-i):
            if a[j] > a[j+1]:
                temp = a[j+1]
                a[j+1] = a[j]
                a[j] = temp
    return a

a = [3, 5, 1, 6, 2]
print(bubbleSort(a))
结果过程
i: 0
j: 0 1 2 3
i: 1
j: 0 1 2
i: 2
j: 0 1
i: 3
j: 0
i: 4
[1, 2, 3, 5, 6]

2.选择排序

  选择排序的工作原理：首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

def selectSort(a):
    """
    初始状态：无序区为R[0..n-1]，有序区为空；
    首先在未排序序列中找到最小元素，存放到排序序列的起始位置;
    然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小元素，然后放到已排序序列的末尾。
    第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时，当前有序区和无序区分别为R[0..i-1]和R[i..n-1],
    以此类推，直到所有元素均排序完毕
    :param a:
    :return:
    """
    l = len(a)
    for i in range(l):
        print('i:', i)
        minIndex = i
        for j in range(i+1, l):
            print(j)
            if a[minIndex] > a[j]:
                minIndex = j
        temp = a[i]
        a[i] = a[minIndex]
        a[minIndex] = temp
    return a

a = [3, 5, 1, 6, 2]
print(selectSort(a))
结果过程
i: 0
j: 1 2 3 4

i: 1
j: 2 3 4
i: 2
j: 3
4
i: 3 4
i: 4
[1, 2, 3, 5, 6]

3.插入排序

  插入排序的工作原理是通过构建有序序列，对于未排序数据，在已排序序列中从后向前扫描，找到相应位置并插入。

def insertSort(a):
    """
    从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序；
    取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描；
    如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置；
    重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置；
    将新元素插入到该位置后；
    重复步骤2~5。
    :param a:
    :return:
    """
    l = len(a)
    for i in range(1, l):
        print('i:', i)
        preIndex = i - 1
        curVaule = a[i]
        while (preIndex>=0) and (a[preIndex]>curVaule):
            print(preIndex)
            a[preIndex+1] = a[preIndex]
            preIndex = preIndex - 1
        a[preIndex+1] = curVaule
    return a

a = [3, 5, 1, 6, 2]
print(insertSort(a))
结果过程
i: 1
i: 2
preIndex: 1 0
i: 3
i: 4
preIndex: 3 2 1
[1, 2, 3, 5, 6]

4.快速排序

  快速排序的工作原理是通过一趟排序将待排记录分隔成独立的两部分，其中一部分记录的关键字均比另一部分的关键字小，则可分别对这两部分记录继续进行排序，以达到整个序列有序。

def quickSort(a):
    """
    从数列中挑出一个元素，称为 “基准”（pivot）；
    重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。
    在这个分区退出之后，该基准就处于数列的中间位置。这个称为分区（partition）操作；
    递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。
    :param a:
    :return:
    """
    finalLeftList = []
    finalRightList = []
    if len(a) > 0:
        leftList = []
        rightList = []
        pivot = a[0]  #取第一个元素为基准
        out = [pivot]
        for i in a[1:]:
            if i < pivot:
                leftList.append(i)
            else:
                rightList.append(i)
        if len(leftList) > 1:
            finalLeftList = quickSort(leftList)
        elif len(leftList) == 1:
            finalLeftList = leftList
        else:
            finalLeftList = None

        if len(rightList) > 1:
            finalRightList = quickSort(rightList)
        elif len(rightList) == 1:
            finalRightList = rightList
        else:
            finalRightList = None
        
        if finalLeftList is not None:
            out = finalLeftList + out
        if finalRightList is not None:
            out = out + finalRightList
        return out

a = [3, 5, 1, 6, 2]
print(quickSort(a))
[1, 2, 3, 5, 6]