排序算法

"""
Python解释器的实现：
- CPython - C
- Jython - Java
- IronPython - C#
- PyPy - Python - JIT编译
排序
- 简单排序算法 - O(N**2)：选择排序、插入排序、冒泡排序
- 高级排序算法 - O(N*log_2N)：快速排序、归并排序、基数排序、堆排序
冒泡排序：
38 95 12 46 78 65 53 82
38 12 46 78 65 53 82 95
12 38 46 65 53 78 82
12 38 46 53 65 78
12 38 46 53 65
归并排序：
38 95 12 46 78 65 53 82
[38 95 12 46] [78 65 53 82]
[38 95] [12 46] [78 65] [53 82]
[38] [95] [12] [46] [78] [65] [53] [82]
[38 95] [12 46] [65 78] [53 82]
[12 38 46 95] [53 65 78 82]
[12 38 46 53 65 78 82 95]
快速排序 - 枢轴
38 95 12 46 78 65 53 82
[38 53 12 46 65] 78 [82 95]
[12] 38 [53 46 65] 78 82 [95]
12 38 [46] 53 [65] 78 82 95
sorted - TimSort
"""
import sys


class Person(object):
    """人"""

    def __init__(self, name, age):
        self.name = name
        self.age = age

    def __repr__(self):
        return f'{self.name}: {self.age}'


# 9 1 2 3 4 5 6 7 8
# 9 2 3 4 5 6 7 8 1
# *前面的是位置参数 - 传参时只需要参数值对号入座即可
# *后面的是命名关键字参数 - 传参时必须书写为"参数名=参数值"格式
# 好的函数应该是没有副作用的（调用函数不会让函数的调用者受到任何影响）
def bubble_sort(origin_items, *, comp=lambda x, y: x > y):
    """冒泡排序 - 平方复杂度 - O(N**2)"""
    items = origin_items[:]
    for i in range(1, len(items)):
        swapped = False
        for j in range(0, len(items) - i):
            if comp(items[j], items[j + 1]):
                items[j], items[j + 1] = items[j + 1], items[j]
                swapped = True
        if not swapped:
            break
    return items


# 斐波拉切数列: 1 1 2 3 5 8 13 21 34 55
# 动态规划
def fib(num, temp={}):
    """斐波拉切数 - O(2**N)"""
    if num in (1, 2):
        return 1
    try:
        return temp[num]
    except KeyError:
        temp[num] = fib(num - 1) + fib(num - 2)
        return temp[num]


"""
小孩爬楼梯 - 一次可以走1个或2个或3个台阶
有10级台阶，一共有多少种走法
"""


def factorial(num):
    # 收敛条件 - 什么时候结束递归
    if num in (0, 1):
        return 1
    # 递归公式 - 当前调用和递归调用之间的关系
    return num * factorial(num - 1)


# 函数的递归调用 - 一个函数如果直接或者间接的调用了自身就称为递归调用
# 写递归调用的函数有两个关键点:
# 1. 收敛条件
# 2. 递归公式 
def merge_sort(items, comp=lambda x, y: x <= y):
    """归并排序"""
    if len(items) < 2:
        return items[:]
    mid = len(items) // 2
    left = merge_sort(items[:mid], comp)
    right = merge_sort(items[mid:], comp)
    return merge(left, right, comp)


def merge(items1, items2, comp):
    """合并 - 将两个有序列表合并为一个有序列表"""
    items = []
    idx1, idx2 = 0, 0
    while idx1 < len(items1) and idx2 < len(items2):
        if comp(items1[idx1], items2[idx2]):
            items.append(items1[idx1])
            idx1 += 1
        else:
            items.append(items2[idx2])
            idx2 += 1
    items += items1[idx1:]
    items += items2[idx2:]
    return items


def main():
    """主函数"""
    # items1 = [38, 95, 12, 46, 78, 65, 53, 82]
    # print(merge_sort(items1))
    # items2 = [
    #     Person('Hao', 38), Person('Wang', 25),
    #     Person('Zhang', 40), Person('Lee', 18)
    # ]
    # items3 = merge_sort(items2, comp=lambda x, y: x.age <= y.age)
    # print(items2)
    # print(items3)
    # print(sys.getrecursionlimit())
    for num in range(1, 121):
        print(f'{num}: {fib(num)}')


if __name__ == '__main__':
    main()