Python数据结构与算法笔记（四）：排序问题——列表排序_import randomli = [random.randint(1, 100) for i in

排序

常见的排序算法：

列表排序Low三人组

冒泡排序，选择排序，插入排序

冒泡排序

原始数据。

将7和5进行比较，若7大于5，则交换。

8比7大，不进行交换，接下来看8.用8跟2进行比较。

最后，就把最大的9排上去了。箭头指到1，不会指到9，因为9后面没有数据了。冒泡排序，逐个将最大的选出来。

上面的为有序区，下面的为无序区。接下来，对无序区再来一遍。


整个排序是n-1次。

无序区的范围：n-i-1.
i:第i趟。
1:最后的不计。

def bubble_sort(li):
    for i in range(len(li)-1):# 排了n-1趟，第i趟
        for j in range(len(li)-i-1): # 箭头
            if li[j] > li[j+1]: #如果箭头指的数，大于箭头后面的数
                li[j],li[j+1] = li[j+1],li[j]
1
2
3
4
5

升序：

import random
li = [random.randint(0,100) for i in range(10)]
print(li)
[94, 60, 24, 65, 57, 38, 85, 75, 9, 91]

bubble_sort(li)
print(li)
[9, 24, 38, 57, 60, 65, 75, 85, 91, 94]
1
2
3
4
5
6
7
8

降序：

def bubble_sort(li):
    for i in range(len(li)-1):
        for j in range(len(li)-i-1): 
            if li[j] < li[j+1]: 
                li[j],li[j+1] = li[j+1],li[j]
1
2
3
4
5

如果没有继续发生交换，则认为已经排好序了。就可以无后续过程，节省时间。

li=[9,8,7,1,2,3,4,5,6]
print(li)
[9, 8, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

bubble_sort(li)
[8, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13

改进代码如下：

def bubble_sort(li):
    for i in range(len(li)-1):# 排了n-1趟，第i趟
        exchange= False
        for j in range(len(li)-i-1): # 箭头
            if li[j] > li[j+1]: #如果箭头指的数，大于箭头后面的数
                li[j],li[j+1] = li[j+1],li[j]
                exchange= True
        print(li)
        if not exchange:
            return
1
2
3
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5
6
7
8
9
10

li=[9,8,7,1,2,3,4,5,6]
print(li)
[9, 8, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]

bubble_sort(li)
[8, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 9]
[7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
1
2
3
4
5
6
7
8
9

时间复杂度：

冒泡排序优化：

选择排序

简单的排序算法：

def select_sort_simple(li):
    li_new = []
    for i in range(len(li)):
        min_val = min(li)
        li_new.append(min_val)
        li.remove(min_val)
    return li_new
1
2
3
4
5
6
7

li = [3,2,1,4,5,6,7,8,9]
select_sort_simple(li)
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9]
1
2
3

不足之处：
1.生成两个列表，多占了内存。
2.min()和remove()操作，都不是O(1)的操作。其中min()需要遍历列表，remove()操作在删除元素后，需要补位。

更好的选择排序：

def select_sort(li):
    for i in range(len(li)-1):# i是第几次
        min_loc=i
        # 记录最小值的位置，先假设最左边的是最小值，即无序区的第一个数的位置
        for j in range(i+1,len(li)):# 无序区的长度，i+1省去自己跟自己比
            if li[j] < li[min_loc]:
                min_loc = j
        li[i],li[min_loc] = li[min_loc],li[i]
        print(li)
1
2
3
4
5
6
7
8
9

li = [1,8,5,7,6,9,4,2,1,3]
select_sort(li)
[1, 8, 5, 7, 6, 9, 4, 2, 1, 3]
[1, 1, 5, 7, 6, 9, 4, 2, 
1
2
3