Python 几种基本的排序算法

排序算法说明

（1）排序的定义：对一序列对象根据某个关键字进行排序；

输入：n个数：a1,a2,a3,...,an
输出：n个数的排列:a1',a2',a3',...,an'，使得a1'<=a2'<=a3'<=...<=an'。

（2）对于评述算法优劣术语的说明

稳定：如果a原本在b前面，而a=b，排序之后a仍然在b的前面；
不稳定：如果a原本在b的前面，而a=b，排序之后a可能会出现在b的后面；

内排序：所有排序操作都在内存中完成；
外排序：由于数据太大，因此把数据放在磁盘中，而排序通过磁盘和内存的数据传输才能进行；

时间复杂度: 一个算法执行所耗费的时间。
空间复杂度: 运行完一个程序所需内存的大小

1.冒泡排序法

（1）描述：冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，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，这样越小的数就会慢慢“浮”到前面来

（2）伪代码：1.从第一个元素开始，比较相邻的元素，如果第一个数比第二个数大，那就交换他们的位置；

                   2.从开始到到结尾依次比较，最后的元素应该为最大的数

                   3.针对所有元素重复以上步骤，除了最后一个

                   4.重复1-3，直到排序完成

（3）Python代码：

def bubble_sort(arr):
    count = len(arr)
    for i in range(count):
        j = count - 2
        while j >= i:
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
            j -= 1
    return arr

（4）算法优化：设置flag，假如一次遍历走完没有发生元素互换，则说明后面元素已经排好序了，循环退出，这对于规整的数据能提高一定的效率

def bubble_sort_advance(arr):
    count = len(arr)
    flag = True
    i = 0
    while i < count and flag:
        j = count - 2
        flag = False
        while j >= i:
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                flag = True
            j -= 1
        i += 1

    return arr

def bubble_sort_1(arr): #法二，设置每一轮最后一次交换位置pos
    count = len(arr)
    i = count - 1
    while i > 0:
        pos = 0
        for j in range(i):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                pos = j
        i = pos
    return arr

2.选择排序法

（1）描述：择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理：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。

（2）代码：

def select_sort(arr):
    count = len(arr)
    miniIndex = 0
    for i in range(0, count -1):
        miniIndex = i
        for j in range(i + 1, count):
            if arr[j] < arr[i]:
                miniIndex = j
                arr[i], arr[miniIndex] = arr[miniIndex], arr[i]
    return arr

3.插入排序法

（1）描述：插入排序法， 类似与扑克牌整理，构建有序的数列，对于未排序的数据，对排好的数列从后向前扫描，找到相应的位置并插入

（2）伪代码：1.从第一个元素开始，认为已排序；2.  取下一个元素，在已排序的数列中从后向前扫描 3.若新元素小于数列中的元素，则新元素插入到该位置。4.重复以上步骤，直到最后一个元素。             

（3）代码：

def insert_sort(arr):
    count = len(arr)
    for i in range(1, count):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0:
            if arr[j] > key:
                arr[j + 1] = arr[j]   #将比新元素大的的元素往后挪一个位置
                arr[j] = key          #插入元素
            j -= 1
    return arr

c = [3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48]
insert_sort(c)
print(c)