defshell_sort(lists): # 希尔排序 count = len(lists) step = 2 group = count / step while group > 0: for i inrange(0, group): j = i + group while j < count: k = j - group key = lists[j] while k >= 0: if lists[k] > key: lists[k + group] = lists[k] lists[k] = key k -= group j += group group /= step return lists
defquick_sort(lists, left, right): # 快速排序 if left >= right: return lists key = lists[left] low = left high = right while left < right: while left < right and lists[right] >= key: right -= 1 lists[left] = lists[right] while left < right and lists[left] <= key: left += 1 lists[right] = lists[left] lists[right] = key quick_sort(lists, low, left - 1) quick_sort(lists, left + 1, high) return lists
defselect_sort(lists): # 选择排序 count = len(lists) for i inrange(0, count): min = i for j inrange(i + 1, count): if lists[min] > lists[j]: min = j lists[min], lists[i] = lists[i], lists[min] return lists
defadjust_heap(lists, i, size): lchild = 2 * i + 1 rchild = 2 * i + 2 max = i if i < size / 2: if lchild < size and lists[lchild] > lists[max]: max = lchild if rchild < size and lists[rchild] > lists[max]: max = rchild ifmax != i: lists[max], lists[i] = lists[i], lists[max] adjust_heap(lists, max, size)
defbuild_heap(lists, size): for i inrange(0, (size/2))[::-1]: adjust_heap(lists, i, size)
defheap_sort(lists): size = len(lists) build_heap(lists, size) for i inrange(0, size)[::-1]: lists[0], lists[i] = lists[i], lists[0] adjust_heap(lists, 0, i)
7. 归并排序
归并排序是建立在归并操作上的一种有效的排序算法,该算法是采用分治法(Divide and Conquer)的一个非常典型的应用。将已有序的子序列合并,得到完全有序的序列;即先使每个子序列有序,再使子序列段间有序。若将两个有序表合并成一个有序表,称为二路归并。 归并过程为:比较 a[i] 和 a[j] 的大小,若 a[i] ≤ a[j],则将第一个有序表中的元素 a[i] 复制到 r[k] 中,并令 i 和 k 分别加上 1;否则将第二个有序表中的元素 a[j] 复制到 r[k] 中,并令 j 和 k 分别加上 1,如此循环下去,直到其中一个有序表取完,然后再将另一个有序表中剩余的元素复制到 r 中从下标 k 到下标 t 的单元。归并排序的算法我们通常用递归实现,先把待排序区间 [s,t] 以中点二分,接着把左边子区间排序,再把右边子区间排序,最后把左区间和右区间用一次归并操作合并成有序的区间 [s,t]。
defmerge(left, right): i, j = 0, 0 result = [] while i < len(left) and j < len(right): if left[i] <= right[j]: result.append(left[i]) i += 1 else: result.append(right[j]) j += 1 result += left[i:] result += right[j:] return result
defmerge_sort(lists): # 归并排序 iflen(lists) <= 1: return lists num = len(lists) / 2 left = merge_sort(lists[:num]) right = merge_sort(lists[num:]) return merge(left, right)
8. 基数排序
基数排序(radix sort)属于“分配式排序”(distribution sort),又称“桶子法”(bucket sort)或 bin sort,顾名思义,它是透过键值的部份资讯,将要排序的元素分配至某些“桶”中,藉以达到排序的作用,基数排序法是属于稳定性的排序,其时间复杂度为 O(nlog(r)m),其中 r 为所采取的基数,而 m 为堆数,在某些时候,基数排序法的效率高于其它的稳定性排序法。
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import math defradix_sort(lists, radix=10): k = int(math.ceil(math.log(max(lists), radix))) bucket = [[] for i inrange(radix)] for i inrange(1, k+1): for j in lists: bucket[j/(radix**(i-1)) % (radix**i)].append(j) del lists[:] for z in bucket: lists += z del z[:] return lists