八大排序算法的Python实现

下面是关于“八大排序算法的Python实现”的完整攻略。

1. 八大排序算法

八大排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、速排序、堆排序和数排序。这些排序算法的实现方式不同，但都可以用来对数据进行排序。

2. Python实现

下面是八排序算法的Python实现。

2.1 冒泡排序

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
    return arr

2.2 选择排序

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        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]
    return arr

2.3 插入排序

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
    return arr

2.4 希尔排序

def shell_sort(arr):
    n = len(arr)
    gap = n // 2
    while gap > 0:
        for i in range(gap, n):
            temp = arr[i]
            j = i
            while j >= gap and arr[j-gap] > temp:
                arr[j] = arr[j-gap]
                j -= gap
            arr[j] = temp
        gap //= 2
    return arr

2.5 归并排序

def merge_sort(arr):
    if len(arr) > 1:
        mid = len(arr) // 2
        L = arr[:mid]
        R = arr[mid:]
        merge_sort(L)
        merge_sort(R)
        i = j = k = 0
        while i < len(L) and j < len(R):
            if L[i] < R[j]:
                arr[k] = L[i]
                i += 1
            else:
                arr[k] = R[j]
                j += 1
            k += 1
        while i < len(L):
            arr[k] = L[i]
            i += 1
            k += 1
        while j < len(R):
            arr[k] = R[j]
            j += 1
            k += 1
    return arr

2.6 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)

2.7 堆排序

def heapify(arr, n, i):
    largest = i
    l = 2 * i + 1
    r = 2 * i + 2
    if l < n and arr[i] < arr[l]:
        largest = l
    if r < n and arr[largest] < arr[r]:
        largest = r
    if largest != i:
        arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
        heapify(arr, n, largest)

def heap_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n//2-1, -1, -1):
        heapify(arr, n, i)
    for i in range(n-1, 0, -1):
        arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
        heapify(arr, i, 0)
    return arr

2.8 计数排序

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

3. 示例

下面是两个示例，分别展示了冒泡排序和归并排序的使用。

3.1 冒泡排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print(sorted_arr)

输出：

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

3.2 归并排序示例

arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = merge_sort(arr)
print(sorted_arr)

输出：

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

4. 总结

八大排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、希尔排序、归并排序、快速排序、堆排序和计数排序。在Python中，我们可以使用不同的算法来实现这些排序算法。在实际应用中，我们可以根据数据的特点和排序的要求选择适当算法来进行排序。