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Python中的排序演算法有哪些？

王林

發布： 2023-10-18 09:06:32

原創

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Python中的排序演算法有哪些？

Python中常用的排序演算法有冒泡排序、插入排序、選擇排序、快速排序、歸併排序和堆排序等。以下將分別介紹這些排序演算法的原理，並給出對應的程式碼範例。

冒泡排序：
冒泡排序是一種簡單直覺的排序演算法。它重複地遍歷要排序的列表，比較相鄰兩個元素大小，並將大的元素向後移動。在每次遍歷過程中，最大的元素會「冒泡」到清單的末端。

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n - 1):
        for j in range(n - 1 - i):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
    return arr

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插入排序：
插入排序的基本想法是將待排序的元素逐一插入到已排序清單中的正確位置。插入排序從第二個元素開始，將每個元素與先前的已排序清單進行比較並插入到適當的位置。

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
    return arr

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選擇排序：
選擇排序每次遍歷列表，找到最小的元素並將其與目前位置交換。不斷重複這個過程，直到整個清單完成排序。

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n - 1):
        min_index = i
        for j in range(i + 1, n):
            if arr[j] < arr[min_index]:
                min_index = j
        arr[i], arr[min_index] = arr[min_index], arr[i]
    return arr

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快速排序：
快速排序是一種高效率的排序演算法。它使用分治法（Divide and Conquer）的思想，將一個列表分成兩個子列表，然後遞歸地對子列表進行排序。

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)

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歸併排序：
歸併排序將列表分成兩個子列表，對每個子列表進行排序，然後將排序好的子列表合併到一起。

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    mid = len(arr) // 2
    left = merge_sort(arr[:mid])
    right = merge_sort(arr[mid:])
    return merge(left, right)

def merge(left, right):
    result = []
    i = j = 0
    while i < len(left) and j < len(right):
        if left[i] < right[j]:
            result.append(left[i])
            i += 1
        else:
            result.append(right[j])
            j += 1
    result.extend(left[i:])
    result.extend(right[j:])
    return result

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堆排序：
堆排序是一種樹狀選擇排序演算法，利用二元堆的性質進行排序。堆可以分成最大堆和最小堆，最大堆的根節點是最大元素，最小堆的根節點是最小元素。

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    left = 2 * i + 1
    right = 2 * i + 2
    if left < n and arr[i] < arr[left]:
        largest = left
    if right < n and arr[largest] < arr[right]:
        largest = right
    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def heap_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)
    for i in range(n - 1, 0, -1):
        arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
        heapify(arr, i, 0)
    return arr

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以上就是Python中常用的幾種排序演算法，並提供對應的程式碼範例。不同的排序演算法適用於不同的情況和資料規模，根據實際情況選擇合適的排序演算法能夠提高程式的運作效率。

以上是Python中的排序演算法有哪些？的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！