10大排序算法

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基本入门算法有三个经典算法:冒泡,选择和插入算法

1.冒泡排序

冒泡排序重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有再需要交换，也就是说该数列已经排序完成。
这个算法的名字由来是因为越大的元素会经由交换慢慢“浮”到数列的顶端，故名。

步骤：

  1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。
  2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
  4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。

代码实现：

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# -*- coding:utf-8 -*-
def bubble_sort(raw_list):
    length=len(raw_list)
    for index in range(length):
        for i in range(1,length-index):
            if raw_list[i-1]>raw_list[i]:
                raw_list[i],raw_list[i-1]=raw_list[i-1],raw_list[i]
    return raw_list
#测试
data_test=[10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
sorted_list = bubble_sort(data_test)
print(sorted_list)

2.选择排序

从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。

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# -*- coding:utf-8 -*-
def select_sort(raw_list):
    length=len(raw_list)
    for index in range(length):
        for i in range(index,length):
            if raw_list[index]>raw_list[i]:
                raw_list[index],raw_list[i]=raw_list[i],raw_list[index]
    return raw_list

#测试
data_test=[10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
sorted_list = select_sort(data_test)
print(sorted_list)

3.插入排序

每步将一个待排序的纪录，按其关键码值的大小插入前面已经排序的文件中适当位置上，直到全部插入完为止。

步骤：

  1. 从第一个元素开始，该元素可以认为已经被排序
  2. 取出下一个元素，在已经排序的元素序列中从后向前扫描
  3. 如果该元素（已排序）大于新元素，将该元素移到下一位置
  4. 重复步骤3，直到找到已排序的元素小于或者等于新元素的位置
  5. 将新元素插入到该位置后
  6. 重复步骤2~5

代码实现：

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# -*- coding:utf-8 -*-
def insert_sort(raw_list):
    length = len(raw_list)
    for i in range(1, length):
        temp = raw_list[i]
        #j从i-1 到 0倒序
        for j in range(i-1,-1,-1):
            if(raw_list[j]<=temp):
                break
            if(raw_list[j]>temp):
                raw_list[j],raw_list[j+1] = temp,raw_list[j]
            j -= 1
    return raw_list
#测试
data_test = [10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
sorted_list = insert_sort(data_test)
print(sorted_list)

4.希尔排序

先取一个小于n的整数d1作为第一个增量，把文件的全部记录分组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行直接插入排序；然后，取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序，直至所取的增量

img

即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。

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# -*- coding:utf-8 -*-
def shell_sort(list):
	length=len(list)
	dist=length/2
	while dist>0:
		for i in range(dist,length):
			temp=list[i]
			j=i
			while j>=dist and temp<list[j-dist]:
				list[j]=list[j-dist]
				j-=dist
			list[j]=temp
		dist/=2
	return list

#测试
list=[10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
print shell_sort(list)

5.归并排序

归并排序，就是把两个已经排列好的序列合并为一个序列。

代码实现：

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# -*- coding:utf-8 -*-
#算法逻辑比较简单，以第一个list为基准，第二个向第一个插空
def merge_sort(list1,list2):
    length_list1=len(list1)
    length_list2=len(list2)
    list3=[]
    j=0
    for i in range(length_list1):
        while list2[j]<list1[i] and j<length_list2:
            list3.append(list2[j])
            j=j+1
        list3.append(list1[i])
    if j<(length_list2-1):
        for k in range(j,length_list2):
            list3.append(list2[k])
    return list3
#测试
list1=[1,3,5,10]
list2=[2,4,6,8,9,11,12,13,14]
print merge_sort(list1,list2)

6.快速排序

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随意选择一个数字作为基准，比基准数字大的在右，比基准数字小的在左。

# -*- coding:utf-8 -*-
def kp(arr,i,j):#快排总函数
                #制定从哪开始快排
    if i<j:
        base=kpgc(arr,i,j)
        kp(arr,i,base)
        kp(arr,base+1,j)
def kpgc(arr,i,j):#快排排序过程
    base=arr[i]
    while i<j:
        while i<j and arr[j]>=base:
            j-=1
        while i<j and arr[j]<base:
            arr[i]=arr[j]
            i+=1
            arr[j]=arr[i]
        arr[i]=base
    return i
ww=[3,2,4,1,59,23,13,1,3]
print ww
kp(ww,0,len(ww)-1)
print ww

7.堆排序

堆排序（Heapsort）是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆积是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子结点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。

步骤：

  1. 创建最大堆:将堆所有数据重新排序，使其成为最大堆
  2. 最大堆调整:作用是保持最大堆的性质，是创建最大堆的核心子程序
  3. 堆排序:移除位在第一个数据的根节点，并做最大堆调整的递归运算

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# -*- coding:utf-8 -*-
def head_sort(list):
	length_list = len(list)
	first=int(length_list/2-1)
	for start in range(first,-1,-1):
		max_heapify(list,start,length_list-1)
	for end in range(length_list-1,0,-1):
		list[end],list[0]=list[0],list[end]
		max_heapify(list,0,end-1)
	return list

def max_heapify(ary,start,end):
	root = start
	while True:
		child = root*2 + 1
		if child > end:
			break
		if child + 1 <= end and ary[child]<ary[child+1]:
			child = child + 1
		if ary[root]<ary[child]:
			ary[root],ary[child]=ary[child],ary[root]
			root=child
		else:
			break
#测试：
list=[10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
print head_sort(list)

8.计数排序

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# -*- coding:utf-8 -*-
def count_sort(list):
	max=min=0
	for i in list:
		if i < min:
			min = i
		if i > max:
			max = i 
	count = [0] * (max - min +1)
	for j in range(max-min+1):
		count[j]=0
	for index in list:
		count[index-min]+=1
	index=0
	for a in range(max-min+1):
		for c in range(count[a]):
			list[index]=a+min
			index+=1
	return list
	#测试：
list=[10,23,1,53,654,54,16,646,65,3155,546,31]
print count_sort(list)
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