Pythonでクイックソートアルゴリズムを実装するにはどうすればよいですか?

Python でクイック ソート アルゴリズムを実装するにはどうすればよいですか?

クイック ソートは、平均 O(n log n) の時間計算量で n 個の要素のリストをソートできる、一般的で効率的なソート アルゴリズムです。この記事では、Python を使用してクイック ソート アルゴリズムのコード例を作成する方法を紹介します。

クイック ソートの基本的な考え方は、要素 (通常はリストの最初の要素) をベンチマークとして選択し、リストを 2 つのサブシーケンスに分割して、左側のサブシーケンスのすべての要素が 2 つのサブシーケンスよりも小さくなるようにすることです。ベンチマーク、右側のサブシーケンスの要素はベンチマークより小さい、すべての要素はベースラインより大きい。次に、サブシーケンスの長さが 1 または 0 になり、ソートが完了するまで、左右のサブシーケンスが再帰的に迅速にソートされます。

以下は、Python でクイック ソート アルゴリズムを実装するコード例です。

def quicksort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[0]  # 选择第一个元素作为基准
    less = [x for x in arr[1:] if x <= pivot]
    greater = [x for x in arr[1:] if x > pivot]
    return quicksort(less) + [pivot] + quicksort(greater)

上記のコードは、リスト arr を入力として受け入れ、ソートされたリストを返す、quicksort という関数を定義します。まず、入力リストの長さが 1 以下の場合は、長さが 0 または 1 のリストがすでに順序付けされているため、リストが直接返されます。

次に、リストの最初の要素をベース ピボットとして選択し、リストの他の要素を新しく作成した 2 つのリストに追加します (less の要素が以下になるようにします)。 pivot 以上: 要素はすべて pivot より大きくなります。

最後に、quicksort 関数が再帰的に呼び出され、less と great をすばやく並べ替え、並べ替えられたless、pivot、greater が結合されて最終的な並べ替え結果が得られます。

以下はクイック ソートのテスト例です:

arr = [4, 2, 8, 5, 1, 6, 7, 3]
sorted_arr = quicksort(arr)
print(sorted_arr)  # 输出：[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]

上の例では、入力リスト arr には 8 つの整数が含まれており、クイック ソート後に得られるソート結果は [1, 2 , 3、4、5、6、7、8]。

概要:
上記のコード例を通じて、Python でのクイック ソート アルゴリズムの実装が比較的簡単であることがわかります。参照要素を選択することにより、リストは 2 つのサブシーケンスに分割され、その後、サブシーケンスが再帰的にソートされ、最終的に順序付きリストが取得されます。クイック ソートは、実用的なアプリケーションで広く使用されている効率的なソート アルゴリズムです。

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