Python 实现快速排序、冒泡排序和选择排序

本节让我们来介绍三种常用的排序算法。
1. 快速排序
首先要打乱序列顺序 ，以防算法陷入最坏时间复杂度。快速排序使用“分而治之”的方法。对于一串序列，首先从中选取一个数，凡是小于这个数的值就被放在左边一摞，凡是大于这个数的值就被放在右边一摞。然后，继续对左右两摞进行快速排序。直到进行快速排序的序列长度小于 2 （即序列中只有一个值或者空值）。

# quicksort
import random
def quicksort(seq):
    if len(seq) < 2:
        return seq
    else:
        base = seq[0]
        left = [elem for elem in seq[1:] if elem < base]
        right = [elem for elem in seq[1:] if elem > base]
        return quicksort(left) + [base] + quicksort(right)
seq = [9, 8, 7, 6, 5, 4, 3]
random.shuffle(seq)
# seq：[6, 4, 9, 3, 8, 5, 7]
print(quicksort(seq))
# 输出：[3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]

2. 冒泡排序
冒泡排序（顺序形式），从左向右，两两比较，如果左边元素大于右边，就交换两个元素的位置。其中，每一轮排序，序列中最大的元素浮动到最右面。也就是说，每一轮排序，至少确保有一个元素在正确的位置。这样接下来的循环，就不需要考虑已经排好序的元素了，每次内层循环次数都会减一。其中，如果有一轮循环之后，次序并没有交换，这时我们就可以停止循环，得到我们想要的有序序列了。

def bouble_sort(sequence):
    seq = sequence[:]
    length = len(seq) - 1
    i = j = 0
    flag = 1
    while i < length:
        j = 0
        while j < length - i:
            if seq[j] > seq[j + 1]:
                seq[j], seq[j + 1] = seq[j + 1], seq[j]
                flag = 0
            j += 1
        if flag:
            break
        i += 1
    return seq

3. 选择排序
选择排序，每次选择当前序列的最小值，将其与当前序列的第一个元素交换位置，每迭代一次，当前序列长度减一。迭代结束，即可得到有序序列。

def find_minimal_index(seq):
    min_elem = seq[0]
    count = 0
    min_elem_index = count
    for elem in seq[1:]:
        count += 1
        if elem < min_elem:
            elem, min_elem = min_elem, elem
            min_elem_index = count
    return min_elem_index


def select_sort(sequence):
    # 选择排序
    seq = sequence[:]
    length = len(seq)
    for i in range(length):
        index = find_minimal_index(seq[i:])
        seq[index + i], seq[i] = seq[i], seq[index + i]
    return seq