Python常用算法--排序算法【附源码】

应用具体python案例方式展示各种排序的要点，特别是希尔排序、插入排序、选择排序、冒泡排序、堆排序、快速排序、归并排序七个具体的排序算法。

一、希尔排序：

解释：希尔排序（Shell Sort）是一种插入排序的改进版本，也被称为缩小增量排序。希尔排序通过比较相距一定间隔的元素，将大间隔的元素逐步移动到正确的位置，从而实现了局部的排序，最终使整个数组基本有序。最后再进行一次常规的插入排序，以保证数组完全有序。

代码实现：本次实现了希尔排序，并在每次排序过程中打印了数组的状态。当 gap 为偶数时，我们将其减半，当 gap 为奇数时，我们将其设置为1以确保排序的完整性。具体代码如下：

def shell_sort(arr):
    n = len(arr)
    gap = n // 2

    while gap > 0:
        print(f"当前间隔为 {gap}，进行插入排序:")
        for i in range(gap, n):
            temp = arr[i]
            j = i
            while j >= gap and arr[j - gap] > temp:
                arr[j] = arr[j - gap]
                j -= gap
            arr[j] = temp
            print(f"当前步骤: {arr}")  # 打印每一步排序后的数组
        print()  # 打印空行以分隔不同间隔的排序过程
        gap = gap // 2 if gap // 2 > 0 else (1 if gap == 1 else 0)

# 示例用法
arr = [12, 34, 54, 2, 3, 76, 8, 32, 15, 27]
print("初始数组:", arr)
print()
shell_sort(arr)
print("排序后的数组:", arr)

初始数组: [12, 34, 54, 2, 3, 76, 8, 32, 15, 27]

当前间隔为 5，进行插入排序:

当前步骤: [12, 34, 54, 2, 3, 76, 8, 32, 15, 27]

当前步骤: [12, 8, 54, 2, 3, 76, 34, 32, 15, 27]

当前步骤: [12, 8, 32, 2, 3, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [12, 8, 32, 2, 3, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [12, 8, 32, 2, 3, 76, 34, 54, 15, 27]

当前间隔为 2，进行插入排序:

当前步骤: [12, 8, 32, 2, 3, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [12, 2, 32, 8, 3, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 32, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 32, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 32, 76, 34, 54, 15, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 32, 54, 34, 76, 15, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 15, 54, 32, 76, 34, 27]

当前步骤: [3, 2, 12, 8, 15, 27, 32, 54, 34, 76]<