Python - อัลกอริทึมการเรียงลำดับ

การเรียงลำดับหมายถึงการจัดเรียงข้อมูลในรูปแบบเฉพาะ อัลกอริทึมการเรียงลำดับระบุวิธีการจัดเรียงข้อมูลตามลำดับเฉพาะ คำสั่งทั่วไปส่วนใหญ่อยู่ในลำดับตัวเลขหรือพจนานุกรม

ความสำคัญของการจัดเรียงอยู่ที่ความจริงที่ว่าการค้นหาข้อมูลสามารถปรับให้เหมาะสมได้ในระดับที่สูงมากหากข้อมูลถูกจัดเก็บในลักษณะที่เรียงลำดับ การเรียงลำดับยังใช้เพื่อแสดงข้อมูลในรูปแบบที่อ่านได้มากขึ้น ด้านล่างนี้เราจะเห็นการใช้งานการเรียงลำดับใน python ห้าแบบ

  • เรียงฟอง
  • ผสานการเรียง
  • เรียงลำดับการแทรก
  • การจัดเรียงเชลล์
  • เรียงลำดับการเลือก

เรียงฟอง

เป็นอัลกอริทึมที่ใช้การเปรียบเทียบซึ่งแต่ละคู่ขององค์ประกอบที่อยู่ติดกันจะถูกเปรียบเทียบและองค์ประกอบจะถูกสลับหากไม่เรียงตามลำดับ

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)

เมื่อดำเนินการโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -

[2, 6, 11, 19, 27, 31, 45, 121]

ผสานการเรียง

การจัดเรียงการผสานก่อนอื่นจะแบ่งอาร์เรย์ออกเป็นครึ่งเท่า ๆ กันจากนั้นจึงรวมเข้าด้วยกันในลักษณะที่เรียงลำดับ

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))

เมื่อดำเนินการโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -

[11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

เรียงลำดับการแทรก

การเรียงลำดับการแทรกเกี่ยวข้องกับการค้นหาตำแหน่งที่เหมาะสมสำหรับองค์ประกอบที่กำหนดในรายการที่เรียงลำดับ ดังนั้นในการเริ่มต้นเราจะเปรียบเทียบสององค์ประกอบแรกและจัดเรียงโดยการเปรียบเทียบ จากนั้นเราเลือกองค์ประกอบที่สามและหาตำแหน่งที่เหมาะสมขององค์ประกอบที่เรียงลำดับสองรายการก่อนหน้านี้ ด้วยวิธีนี้เราจะค่อยๆเพิ่มองค์ประกอบเพิ่มเติมในรายการที่จัดเรียงแล้วโดยวางไว้ในตำแหน่งที่เหมาะสม

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)

เมื่อดำเนินการโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -

[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]

การจัดเรียงเชลล์

Shell Sort เกี่ยวข้องกับการจัดเรียงองค์ประกอบที่อยู่ห่างจาก ech อื่น ๆ เราจัดเรียงรายการย่อยขนาดใหญ่ของรายการที่กำหนดและลดขนาดของรายการจนกว่าองค์ประกอบทั้งหมดจะเรียงลำดับ โปรแกรมด้านล่างนี้จะค้นหาช่องว่างโดยการเทียบกับครึ่งหนึ่งของความยาวของขนาดรายการจากนั้นจึงเริ่มจัดเรียงองค์ประกอบทั้งหมด จากนั้นเราจะรีเซ็ตช่องว่างต่อไปจนกว่ารายการทั้งหมดจะเรียงลำดับ

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)

เมื่อดำเนินการโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -

[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]

เรียงลำดับการเลือก

ในการเรียงลำดับการเลือกเราเริ่มต้นด้วยการค้นหาค่าต่ำสุดในรายการที่กำหนดและย้ายไปยังรายการที่เรียงลำดับ จากนั้นเราทำซ้ำขั้นตอนสำหรับแต่ละองค์ประกอบที่เหลือในรายการที่ไม่ได้เรียงลำดับ องค์ประกอบถัดไปที่เข้าสู่รายการที่เรียงลำดับจะถูกเปรียบเทียบกับองค์ประกอบที่มีอยู่และวางไว้ในตำแหน่งที่ถูกต้อง ดังนั้นในตอนท้ายองค์ประกอบทั้งหมดจากรายการที่ไม่ได้เรียงลำดับจะถูกจัดเรียง

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)

เมื่อดำเนินการโค้ดด้านบนจะให้ผลลัพธ์ดังนี้ -

[2, 11, 19, 27, 30, 31, 45, 121]