Python - алгоритмы сортировки
Сортировка относится к расположению данных в определенном формате. Алгоритм сортировки определяет способ упорядочивания данных в определенном порядке. Чаще всего заказывается в числовом или лексикографическом порядке.
Важность сортировки заключается в том, что поиск данных можно оптимизировать до очень высокого уровня, если данные хранятся в отсортированном виде. Сортировка также используется для представления данных в более удобочитаемых форматах. Ниже мы видим пять таких реализаций сортировки в python.
- Пузырьковая сортировка
- Сортировка слиянием
- Сортировка вставкой
- Сортировка оболочки
- Выбор Сортировка
Пузырьковая сортировка
Это алгоритм, основанный на сравнении, в котором сравнивается каждая пара соседних элементов, и элементы меняются местами, если они не в порядке.
def bubblesort(list):
# Swap the elements to arrange in order
for iter_num in range(len(list)-1,0,-1):
for idx in range(iter_num):
if list[idx]>list[idx+1]:
temp = list[idx]
list[idx] = list[idx+1]
list[idx+1] = temp
list = [19,2,31,45,6,11,121,27]
bubblesort(list)
print(list)
Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:
[2, 6, 11, 19, 27, 31, 45, 121]
Сортировка слиянием
Сортировка слиянием сначала делит массив на равные половины, а затем объединяет их в отсортированном порядке.
def merge_sort(unsorted_list):
if len(unsorted_list) <= 1:
return unsorted_list
# Find the middle point and devide it
middle = len(unsorted_list) // 2
left_list = unsorted_list[:middle]
right_list = unsorted_list[middle:]
left_list = merge_sort(left_list)
right_list = merge_sort(right_list)
return list(merge(left_list, right_list))
# Merge the sorted halves
def merge(left_half,right_half):
res = []
while len(left_half) != 0 and len(right_half) != 0:
if left_half[0] < right_half[0]:
res.append(left_half[0])
left_half.remove(left_half[0])
else:
res.append(right_half[0])
right_half.remove(right_half[0])
if len(left_half) == 0:
res = res + right_half
else:
res = res + left_half
return res
unsorted_list = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print(merge_sort(unsorted_list))
Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:
[11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
Сортировка вставкой
Сортировка вставкой включает в себя поиск нужного места для данного элемента в отсортированном списке. Итак, вначале мы сравниваем первые два элемента и сортируем их, сравнивая их. Затем мы выбираем третий элемент и находим его правильное положение среди двух предыдущих отсортированных элементов. Таким образом, мы постепенно добавляем новые элементы в уже отсортированный список, помещая их на свои места.
def insertion_sort(InputList):
for i in range(1, len(InputList)):
j = i-1
nxt_element = InputList[i]
# Compare the current element with next one
while (InputList[j] > nxt_element) and (j >= 0):
InputList[j+1] = InputList[j]
j=j-1
InputList[j+1] = nxt_element
list = [19,2,31,45,30,11,121,27]
insertion_sort(list)
print(list)
Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:
[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]
Сортировка оболочки
Shell Sort включает в себя элементы сортировки, удаленные друг от друга. Мы сортируем большой подсписок данного списка и продолжаем уменьшать размер списка, пока не будут отсортированы все элементы. Приведенная ниже программа находит пробел, приравнивая его к половине длины размера списка, а затем начинает сортировку всех элементов в нем. Затем мы продолжаем сбрасывать пробел, пока не будет отсортирован весь список.
def shellSort(input_list):
gap = len(input_list) // 2
while gap > 0:
for i in range(gap, len(input_list)):
temp = input_list[i]
j = i
# Sort the sub list for this gap
while j >= gap and input_list[j - gap] > temp:
input_list[j] = input_list[j - gap]
j = j-gap
input_list[j] = temp
# Reduce the gap for the next element
gap = gap//2
list = [19,2,31,45,30,11,121,27]
shellSort(list)
print(list)
Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:
[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]
Выбор Сортировка
При сортировке выбора мы начинаем с нахождения минимального значения в данном списке и перемещаем его в отсортированный список. Затем мы повторяем процесс для каждого из оставшихся элементов в несортированном списке. Следующий элемент, входящий в отсортированный список, сравнивается с существующими элементами и помещается в правильное положение. Итак, в конце все элементы из несортированного списка сортируются.
def selection_sort(input_list):
for idx in range(len(input_list)):
min_idx = idx
for j in range( idx +1, len(input_list)):
if input_list[min_idx] > input_list[j]:
min_idx = j
# Swap the minimum value with the compared value
input_list[idx], input_list[min_idx] = input_list[min_idx], input_list[idx]
l = [19,2,31,45,30,11,121,27]
selection_sort(l)
print(l)
Когда приведенный выше код выполняется, он дает следующий результат:
[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]