Die zehn wichtigsten Sortieralgorithmen, die Programmierer beherrschen müssen (Teil 2)

Einführung in diese Ausgabe

Sortieralgorithmus Man kann sagen, dass jeder Programmierer es beherrschen muss Es ist notwendig, deren Prinzipien und Implementierung zu verstehen Das Folgende ist eine Einführung in die Python-Implementierung der zehn am häufigsten verwendeten Sortieralgorithmen, um Ihnen das Lernen zu erleichtern.

01 Blasensortierung – Austauschsortierung 02 Schnellsortierung – Austauschsortierung

03 Auswahlsortierung – Auswahlsortierung 04 Heapsortierung – Auswahlsortierung

05 Einfügungssortierung - Einfügungsklassensortierung

06 Hügelsortierung - Einfügungsklassensortierung

07 Zusammenführungssortierung - Zusammenführungsklassensortierung

08. Anzahl Sortierung - Verteilungssortierung

09 Radix-Sortierung – Verteilungssortierung

10 Bucket-Sortierung – Verteilungssortierung

06

Hill Sort. (S Höllensortierung):

ist Einfügungssortierung Eins, auch bekannt als „Vermindernd“. „Inkrementelle Sortierung“ (Diminishing Increment Sort) ist eine effizientere und verbesserte Version des Sortieralgorithmus mit direkter Einfügung.

Algorithmusprinzip:

Nehmen Sie eine ganzzahlige Lücke

(die Lücke wird als Schrittgröße bezeichnet). ), das kleiner als n ist. Die zu sortierenden Elemente Werden in mehrere Gruppenuntersequenzen unterteilt, werden alle Datensätze, deren Abstand ein Vielfaches der Lücke ist, in derselben Gruppe platziert

Die Elemente in jeder Gruppe werden direkt eingefügt und sortiert Reduzieren Sie den Lückenwert in der Reihenfolge

• und wiederholen Sie die obige Gruppierung und Sortierung

Wiederholen Sie den obigen Vorgang. Wenn Lücke = 1, endet die Sortierung

Der Code lautet wie folgt:

'''希尔排序'''
def Shell_Sort(arr):
    # 设定步长,注意类型
    step = int(len(arr) / 2)
    while step > 0:
        for i in range(step, len(arr)):
            # 类似插入排序, 当前值与指定步长之前的值比较, 符合条件则交换位置
            while i >= step and arr[i - step] > arr[i]:
                arr[i], arr[i - step] = arr[i - step], arr[i]
                i -= step
        step = int(step / 2)
    return arr

arr = [29, 63, 41, 5, 62, 66, 57, 34, 94, 22]
result = Shell_Sort(arr)
print('result list: ', result)
# result list: [5, 22, 29, 34, 41, 57, 62, 63, 66, 94]

07

Sortierung zusammenführen

Merge Sort: ist ein effektiver und stabiler Sortieralgorithmus, der auf der Merge-Operation basiert. Eine sehr typische Anwendung ist das geordnete Zusammenführen Teilfolgen, um eine vollständig geordnete Folge zu erhalten.

Algorithmusprinzip:

• Platz so anlegen, dass seine Größe die Summe aus beiden ist Dieser Speicherplatz wird zum Speichern verwendet Die zusammengeführte Sequenz. Die Sequenz

• legt zwei Indizes fest. Die anfänglichen Indexpositionen sind die Startpositionen der beiden sortierten Sequenzen

• Wählen Sie die relativ kleinen Elemente im Zusammenführungsbereich aus und verschieben Sie den

  Index an die nächste Position

  Wiederholen Sie den vorherigen Schritt, bis ein bestimmter
Index
• das Ende der Sequenz überschreitet
  und entfernen Sie alle verbleibenden Elemente der anderen Sequenz. Elemente werden direkt an das Ende der zusammengeführten Sequenz kopiert

代码如下：

'''归并排序'''def Merge(left, right):
    arr = []
    i = j = 0
    while j < len(left) and  i < len(right):
        if left[j] < right[i]:
            arr.append(left[j])
            j += 1
        else:
            arr.append(right[i])
            i += 1
    if j == len(left):
        # right遍历完
        for k in right[i:]:
            arr.append(k)
    else:
        # left遍历完
        for k in left[j:]:
            arr.append(k)
    return arr

def Merge_Sort(arr):
    # 递归结束条件
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    # 二分
    middle = len(arr) // 2
    left = Merge_Sort(arr[:middle])
    right = Merge_Sort(arr[middle:])
    # 合并
    return Merge(left, right)

arr = [27, 70, 34, 65, 9, 22, 47, 68, 21, 18]
result = Merge_Sort(arr)
print(&#39;result list: &#39;, result)
# result list: [9, 18, 21, 22, 27, 34, 47, 65, 68, 70]

08

计数排序

计数排序（Count sort）：是一个非基于比较的排序算法，它的优势在于在对一定范围内的整数排序时，它的复杂度为Ο(n+k)（其中k是整数的范围），快于任何比较排序算法。

算法原理：

• 找出待排序的数组中最大和最小的元素

• 统计数组中每个值为i的元素出现的次数，存入数组C的第i项

• 对所有的计数累加（从C中的第一个元素开始，每一项和前一项相加）

• 反向填充目标数组：将每个元素i放在新数组的第C(i)项，每放一个元素就将C(i)减去1

代码如下：

'''计数排序'''
def Count_Sort(arr):
    max_num = max(arr)
    min_num = min(arr)
    count_num = max_num - min_num + 1
    count_arr = [0 for i in range(count_num)]
    res = [0 for i in range(len(arr))]
    # 统计数字出现的次数
    for i in arr:
        count_arr[i - min_num] += 1
    # 统计前面有几个比自己小的数
    for j in range(1, count_num):
        count_arr[j] = count_arr[j] + count_arr[j - 1]
    # 遍历重组
    for k in range(len(arr)):
        res[count_arr[arr[k] - min_num] - 1] = arr[k]
        count_arr[arr[k] - min_num] -= 1
    return res

arr = [5, 10, 76, 55, 13, 79, 5, 49, 51, 65, 30, 5]
result = Count_Sort(arr)
print('result list: ', result)
# result list: [5, 5, 5, 10, 13, 30, 49, 51, 55, 65, 76, 79]

09

基数排序

基数排序（radix sort）：是一种非比较型整数排序算法，其原理是将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串（比如名字或日期）和特定格式的浮点数，所以基数排序也不是只能使用于整数。

算法原理（以LSD为例）：

• 根据个位数的数值，遍历列表将它们分配至编号0到9的桶子中
  

• 将这些桶子中的数值重新串接起来

• 根据十位数的数值，遍历列表将它们分配至编号0到9的桶子中

• 再将这些桶子中的数值重新串接起来
  

代码如下：

'''基数排序'''
def Radix_Sort(arr):
    max_num = max(arr)
    place = 0
    while 10 ** place <= max_num:
        # 创建桶
        buckets = [[] for _ in range(10)]
        # 分桶
        for item in arr:
            pos = item // 10 ** place % 10
            buckets[pos].append(item)
        j = 0
        for k in range(10):
            for num in buckets[k]:
                arr[j] = num
                j += 1
        place += 1
    return arr

arr = [31, 80, 42, 47, 35, 26, 10, 5, 51, 53]
result = Radix_Sort(arr)
print(&#39;result list: &#39;, result)
# result list: [5, 10, 26, 31, 35, 42, 47, 51, 53, 80]

10

桶排序

桶排序 (Bucket sort)或所谓的箱排序：划分多个范围相同的桶区间，每个桶自排序，最后合并，桶排序可以看作是计数排序的扩展。

算法原理：

• 计算有限桶的数量
  

• 逐个桶内部排序

• 遍历每个桶，进行合并

代码如下：

'''桶排序'''
def Bucket_Sort(arr):
    num = max(arr)
    # 列表置零
    pre_lst = [0] * num
    result = []
    for data in arr:
        pre_lst[data - 1] += 1
    i = 0
    while i < len(pre_lst): # 遍历生成的列表，从小到大
        j = 0
        while j < pre_lst[i]:
            result.append(i + 1)
            j += 1
        i += 1
    return result

arr = [26, 53, 83, 86, 5, 46, 5, 72, 21, 4, 75]
result = Bucket_Sort(arr)
print(&#39;result list: &#39;, result)
# result list: [4, 5, 5, 21, 26, 46, 53, 72, 75, 83, 86]

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonDie zehn wichtigsten Sortieralgorithmen, die Programmierer beherrschen müssen (Teil 2). Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!