算法起源与本质——理解冒泡排序与快速排序

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2024-01-10 23:27:58

算法的定义与起源

算法，是指用来解决特定问题的一系列明确指令。算法的本质就是将一个复杂的问题分解成更小、更简单的子问题，然后通过对这些子问题的求解来逐步解决原问题。

算法的起源可以追溯到人类文明的早期。在远古时代，人类就已经开始使用算法来解决一些简单的计算问题，比如计数、测量、分配资源等。随着人类社会的不断发展，算法也在不断地演进和完善。

冒泡排序与快速排序的具体实现

冒泡排序和快速排序都是常见的排序算法，它们分别采用不同的方式对数据进行排序。

冒泡排序

冒泡排序的基本思路是：比较相邻的两个元素，如果顺序错误，则交换这两个元素。重复这一过程，直到没有元素需要交换为止。

def bubble_sort(arr):
  for i in range(len(arr) - 1):
    for j in range(len(arr) - i - 1):
      if arr[j] > arr[j + 1]:
        arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]

arr = [5, 3, 1, 2, 4]
bubble_sort(arr)
print(arr)

快速排序

快速排序的基本思路是：选择一个元素作为枢轴元素，将比枢轴元素小的元素放在枢轴元素的左边，将比枢轴元素大的元素放在枢轴元素的右边。然后，对这两个子数组分别进行快速排序。

def quick_sort(arr):
  if len(arr) <= 1:
    return arr

  pivot = arr[len(arr) // 2]
  left = [x for x in arr if x < pivot]
  middle = [x for x in arr if x == pivot]
  right = [x for x in arr if x > pivot]

  return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)

arr = [5, 3, 1, 2, 4]
print(quick_sort(arr))