希尔排序和快速排序

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希尔排序据

希尔排序又被称为增量缩小排序。什么是增量?增量就是间隔,增量缩小也就是间隔缩小。具体的算法思想为:将同一个间隔的数据进行排序后,然后缩小间隔,继续上述步骤,直到间隔为1。通常,增量的初始值为序列长度的一半。希尔排序是不稳定的排序算法,该算法的时间复杂度与增量有关。
希尔排序和快速排序_第1张图片
希尔排序代码:

def shell_sort(alist):
    n = len(alist)
    # 初始步长
    gap = n / 2
    while gap > 0:
        # 按步长进行插入排序
        for i in range(gap, n):
            j = i
            # 插入排序
            while j>=gap and alist[j-gap] > alist[j]:
                alist[j-gap], alist[j] = alist[j], alist[j-gap]
                j -= gap
        # 得到新的步长
        gap = gap / 2

alist = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
shell_sort(alist)
print(alist)

快速排序

快排思想:选取一个数作为基数,然后把所有比基数大的数放于基数的右边,把所有比基数小的数放于基数左边,然后继续选取基数,直到序列有序为止。这个操作可以用双指针完成,所以时间复杂度为o(longn)。
进行一次快速排序,可以确定一个元素(基数)的位置,那么进行n次快速排序,可以确定n个元素的位置。由于每次确定元素位置的时间复杂度为o(longn),所以,快速排序算法的时间复杂度为o(nlongn)。

def quick_sort(alist, start, end):
    """快速排序"""

    # 递归的退出条件
    if start >= end:
        return

    # 设定起始元素为要寻找位置的基准元素
    mid = alist[start]

    # low为序列左边的由左向右移动的游标
    low = start

    # high为序列右边的由右向左移动的游标
    high = end

    while low < high:
        # 如果low与high未重合,high指向的元素不比基准元素小,则high向左移动
        while low < high and alist[high] >= mid:
            high -= 1
        # 将high指向的元素放到low的位置上
        alist[low] = alist[high]

        # 如果low与high未重合,low指向的元素比基准元素小,则low向右移动
        while low < high and alist[low] < mid:
            low += 1
        # 将low指向的元素放到high的位置上
        alist[high] = alist[low]

    # 退出循环后,low与high重合,此时所指位置为基准元素的正确位置
    # 将基准元素放到该位置
    alist[low] = mid

    # 对基准元素左边的子序列进行快速排序
    quick_sort(alist, start, low-1)

    # 对基准元素右边的子序列进行快速排序
    quick_sort(alist, low+1, end)


alist = [54,26,93,17,77,31,44,55,20]
quick_sort(alist,0,len(alist)-1)
print(alist)

但是需要注意:当序列接近有序的时候,使用快速排序的时间复杂度为变为o(n^2)

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