python数据结构与算法基础 第三课

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  • 冒泡排序
  • 选择排序
  • 插入排序

文章目录

  • python数据结构与算法基础 第三课
    • 第一节 什么是列表排序
      • 1. 列表排序介绍
    • 第二节 冒泡排序
      • 1. 冒泡排序原理和实现
      • 2. 冒泡排序改进和分析
    • 第三节 选择排序
      • 1. 选择排序原理和实现
      • 2. 选择排序改进和分析
    • 第四节 插入排序
      • 1. 插入排序原理和实现

第一节 什么是列表排序

1. 列表排序介绍

  1. 排序:将一组“无序”的记录序列调整为“有序”的记录序列
  2. 列表排序:将无序列表变为有序列表。
  3. 输入:列表 输出:有序列表
  4. 升序与降序
  5. 内置排序函数: sort()
  6. 榜单、红黑榜、使用网站评率等
  7. 常见的排序算法如下
排序LowB三人组 排序NB三人组 其他排序
冒泡排序 快速排序 希尔排序
选择排序 堆排序 计数排序
插入排序 归并排序 基数排序

第二节 冒泡排序

1. 冒泡排序原理和实现

  1. 列表每两个相邻的数，如果前面比后面大，则交换这两个数。
  2. 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. 代码关键点:趟、无序区范围
    #!/usr/bin/env python3# 冒泡排序def bubble_sort(li):# 整个列表的循环是n-1趟# i=0 第一趟 无需区 len(li)-1# i=1 第二趟 无需区 len(li)-1-1# i=n-1 第n-1趟 无需区 len(li)-1-(n-1)# 第i趟 无序区的长度为len(li)-1-ifor i in range(len(li)-1):for k in range(len(li)-1-i):if li[k] > li[k+1]:li[k], li[k+1] = li[k+1], li[k]import randomlist = random.sample([i for i in range(1000)], 20)print(list)bubble_sort(list)print(list)

2. 冒泡排序改进和分析

  1. 时间复杂度: O(n^2)
  2. 如果一趟中列表排序中没有发生任何交换,我们可以认为列表已经是有序的了
  3. 可以加个标志位
    #!/usr/bin/env python3# 冒泡排序改进def bubble_sort_impro(li):for i in range(len(li)-1):exchange = Falsefor k in range(len(li)-1-i):if li[k] > li[k+1]:li[k], li[k+1] = li[k+1], li[k]exchange = Trueif not exchange:returnimport randomlist1= [random.randint(0,1000) for i in range(20)]print(list1)bubble_sort_impro(list1)print(list1)

第三节 选择排序

1. 选择排序原理和实现

  1. 每次从列表中选出最小的数放到一个新列表中
  2. 时间复杂度: O(n^2)
    #!/usr/bin/env python3# 简单版选择排序def select_sort(li):li_new = []for i in range(len(li)):# 有重复的也没关系，会从左边找# min是0(n) remove是一个O(n)min_val = min(li)li_new.append(min_val)li.remove(min_val)return li_newimport randomlist = random.sample([i for i in range(1000)], 20)print(list)li_new = select_sort(list)print(li_new)

2. 选择排序改进和分析

  1. 上述选择排序多占用了一份内存。空间复杂度变成2*n。
  2. 这不是必要的可以进行改进，避免掉
  3. 我把选择的出的数放在最前面的位置就可以了。最前面的数和选出的数交换
  4. 算法关键点:有序区和无序区、无序区最小数的位置
  5. 时间复杂度: O(n^2)
    #!/usr/bin/env python3# 改进版选择排序def select_sort_impro(li):for i in range(len(li)-1):# 假设最小值是无序区的第一个位置min_loc = i# 可以偷次懒 i 不需要和自己比拉for j in range(i+1, len(li)):if li[j] < li[min_loc]:min_loc = jli[i], li[min_loc] = li[min_loc], li[i]import randomlist1= [random.randint(0,1000) for i in range(20)]print(list1)select_sort_impro(list1)print(list1)

第四节 插入排序

1. 插入排序原理和实现

  1. 初始时手里(有序区)只有- -张牌
  2. 每次(从无序区)摸一-张牌，插入到手里已有牌的正确位置
    #!/usr/bin/env python3# 插入排序def insert_sort(li):for i in range(1, len(li)): # i表示摸到的牌temp = li[i]j = i - 1 # j表示有序区的最后一张牌(手里的牌)while j >= 0 and li[j] > temp:li[j + 1] = li[j]j -= 1li[j + 1] = tempimport randomlist = random.sample([i for i in range(1000)], 20)print(list)insert_sort(list)

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