算法解密：透过视角，剖析排序算法的奥秘！

2023-04-11 06:47:20

排序算法的奥秘：踏入算法世界的思维盛宴

算法的分类

算法的世界浩瀚无垠，而排序算法则是其中的璀璨明珠，不可或缺。在算法的世界中，排序算法分为两大阵营：比较类排序和非比较类排序。

比较类排序

冒泡排序： 冒泡排序就像不断用勺子将锅底的沉淀物舀出，将较大元素不断移向数组末端，直至汤水澄清。

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

选择排序： 选择排序就像贪心策略，不断从数组中找出最小的元素，并将其放置在第一个位置，直至数组有序。

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n-1):
        min_idx = i
        for j in range(i+1, n):
            if arr[j] < arr[min_idx]:
                min_idx = j
        arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

插入排序： 插入排序就像打牌时整理手中的牌，将手牌有序排列。它从第二个元素开始，逐个将其插入前面有序的元素序列中。

def insertion_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(1, n):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < arr[j]:
            arr[j+1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j+1] = key

非比较类排序

计数排序： 计数排序就像一个计数器，基于元素值计数进行排序。它适用于元素值范围有限的情况。

def counting_sort(arr, k):
    n = len(arr)
    output = [0] * n
    count = [0] * (k+1)
    for i in range(n):
        count[arr[i]] += 1
    for i in range(1, k+1):
        count[i] += count[i-1]
    i = n - 1
    while i >= 0:
        output[count[arr[i]]-1] = arr[i]
        count[arr[i]] -= 1
        i -= 1
    for i in range(n):
        arr[i] = output[i]

桶排序： 桶排序就像将一个大水池划分为若干个等长的桶，然后将元素分配到各自的桶中。

def bucket_sort(arr, n, k):
    buckets = [[] for i in range(k)]
    for i in range(n):
        idx = int(arr[i] * k)
        buckets[idx].append(arr[i])
    for bucket in buckets:
        insertion_sort(bucket)
    idx = 0
    for bucket in buckets:
        for j in range(len(bucket)):
            arr[idx] = bucket[j]
            idx += 1