一、插入排序

1.1 思想

初始时手里（有序区）只有一张牌
每次（从无序区）摸一张牌，若摸到的牌比手里有序区最大下标（最右边的牌）所对应的牌大，则手里的牌右移，继续比较前一个元素与摸到牌得大小，直到找到比它小或等于它的元素插入在其后。

1.2 案例

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time     : 2021/11/27 9:07
# @Author   : wljess
# @File     : 插入排序.py
# @Describe :
# @Software : PyCharmdef insert_sort(li):'''插入排序:param li: 待排序的列表:return:'''for i in range(1, len(li)):  # i代表摸到无序区牌的下标tmp = li[i]  # 每次从无序区摸到的牌存到临时变量中j = i - 1  # 代表手里的牌# 当手中的牌比摸到的牌大，手里牌向右移动，为防止索引越界，所以j >= 0while j >= 0 and li[j] > tmp:  # 找到插入摸到牌的位置# 手里牌向右移动，即将j位置的牌放赋值给j + 1的位置li[j + 1] = li[j]# j -= 1(继续比较j前一个位置与摸到牌的大小)j -= 1# 循环完之后将摸到的牌放到待插入的位置li[j + 1] = tmp#print(f"第{i}躺排序：{li}")return liif __name__ == '__main__':lst = [92, 18, 45, 36, 9, 8, 7, 19, 9, 20, 35]print(insert_sort(lst))

1.3 总结

插入排序的适用场景：一个新元素需要插入到一组已经是有序的数组中，或者是一组基本有序的数组排序。

比较性：排序时元素之间需要比较，所以为比较排序
稳定性：从代码我们可以看出只有比较元素大于当前元素，比较元素才会往后移动，所以相同元素是不会改变相对顺序
时间复杂度：插入排序同样需要两次循坏一个一个比较，故时间复杂度也为O(n^2)
空间复杂度：只需要常数个辅助单元，所以空间复杂度也为O(1)
记忆方法：想象成在书架中插书：先找到相应位置，将后面的书往后推，再将书插入

二、选择排序

2.1 思想

一趟排序记录最小的数，放到第一个位置
再一趟排序记录列表无序区最小的位置，放到第二个位置
重复步骤2，直到所有元素都拍好序

算法关键：有序区和无序区、无序区最小数的位置

注：一轮比较完后，找出最小的，再交换这个元素和对应轮数位置处的元素位置，每轮只交换一次

2.2 案例

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time     : 2021/11/27 9:07
# @Author   : wljess
# @File     : 选择排序.py
# @Describe :
# @Software : PyCharmdef select_sort(li):'''选择排序:param li: 待排序列表:return:'''for i in range(len(li) - 1):  # 循环n躺min_loc = i  # 假设最小元素下标为每趟循环的i值for j in range(i + 1, len(li)):  # 每躺循环找到最小元素下标if li[j] <= li[min_loc]:  # 若无序区元素小于记录的最小元素下标，更新最小元素下标min_loc = j# 每趟循环结束，交换i和最小元素min_loc位置li[i], li[min_loc] = li[min_loc], li[i]print(li)return liif __name__ == '__main__':lst = [92, 18, 45, 36, 9, 8, 7, 19, 20, 35]print(select_sort(lst))

2.3 总结

选择排序和冒泡排序很类似，但是选择排序每轮比较只会有一次交换，而冒泡排序会有多次交换，交换次数比冒泡排序少，就减少cpu的消耗，所以在数据量小的时候可以用选择排序，实际适用的场合非常少。

比较性：因为排序时元素之间需要比较，所以是比较排序
稳定性：因为存在任意位置的两个元素交换，比如[5, 8, 5, 2]，第一个5会和2交换位置，所以改变了两个5原来的相对顺序，所以为不稳定排序。
时间复杂度：我们看到选择排序同样是双层循环n*(n-1))，所以时间复杂度也为：O(n^2)
空间复杂度：只需要常数个辅助单元，所以空间复杂度也为O(1)

三、冒泡排序

3.1 思想

列表每两个相邻的数，如果前面比后面大，则交换这两个数
一趟排序完成后，则无序区减少一个数，有序区增加一个数

3.2 案例

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time     : 2021/11/27 9:07
# @Author   : wljess
# @File     : 冒泡排序.py
# @Describe :
# @Software : PyCharmdef bulled_sort(li):'''冒泡排序:param li: 待排序列表:return:'''for i in range(len(li) - 1):  # 循环n躺for j in range(len(li) - i - 1):  # 每趟找到最大元素if li[j] > li[j + 1]:li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]return liif __name__ == '__main__':lst = [92, 18, 45, 36, 9, 8, 7, 19, 20, 35, 102, 36]print(bulled_sort(lst))

# -*- coding: utf-8 -*-
# @Time     : 2021/11/27 11:36
# @Author   : wljess
# @File     : 优化后的冒泡排序.py
# @Describe : 优化后的冒泡排序
# @Software : PyCharmdef bulled_sort(li):'''冒泡排序:param li: 待排序列表:return:'''for i in range(len(li) - 1):  # 循环n躺exchange = Falsefor j in range(len(li) - i - 1):  # 每趟找到最大元素if li[j] > li[j + 1]:li[j], li[j+1] = li[j+1], li[j]exchange = Trueif not exchange:breakprint(f"第{i}躺：{li}")return liif __name__ == '__main__':lst = [92, 18, 45, 36, 9, 8, 7, 1, 2, 3, 4, 5, 6]print(bulled_sort(lst))

3.3 总结

冒泡排序是一种简单直接暴力的排序算法，因为每一轮比较可能多个元素移动位置，而元素位置的互换是需要消耗资源的，所以这是一种偏慢的排序算法，仅适用于对于含有较少元素的数列进行排序。

稳定性：我们从代码中可以看出只有前一个元素大于后一个元素才可能交换位置，所以相同元素的相对顺序不可能改变，所以它是稳定排序
比较性：因为排序时元素之间需要比较，所以是比较排序
时间复杂度：因为它需要双层循环n*(n-1))，所以平均时间复杂度为O(n^2)
空间复杂度：只需要常数个辅助单元，所以空间复杂度为O(1)，我们把空间复杂度为O(1)的排序称为原地排序（in-place）
记忆方法：想象成气泡，一层一层的往上变大

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