數列排序演算法

① 排序演算法的排序演算法

排序的演算法有很多，對空間的要求及其時間效率也不盡相同。下面列出了一些常見的排序演算法。這裡面插入排序和冒泡排序又被稱作簡單排序，他們對空間的要求不高，但是時間效率卻不穩定；而後面三種排序相對於簡單排序對空間的要求稍高一點，但時間效率卻能穩定在很高的水平。基數排序是針對關鍵字在一個較小范圍內的排序演算法。
插入排序
冒泡排序
選擇排序
快速排序
堆排序
歸並排序
基數排序
希爾排序 插入排序是這樣實現的：
1、首先新建一個空列表，用於保存已排序的有序數列（我們稱之為有序列表）。
2、從原數列中取出一個數，將其插入有序列表中，使其仍舊保持有序狀態。
3、重復2號步驟，直至原數列為空。
插入排序的平均時間復雜度為平方級的，效率不高，但是容易實現。它藉助了逐步擴大成果的思想，使有序列表的長度逐漸增加，直至其長度等於原列表的長度。
插入排序的基本思想是在遍歷數組的過程中，假設在序號 i 之前的元素即 [0..i-1] 都已經排好序，本趟需要找到 i 對應的元素 x 的正確位置 k ，並且在尋找這個位置 k 的過程中逐個將比較過的元素往後移一位，為元素 x 「騰位置」，最後將 k 對應的元素值賦為 x ，一般情況下，插入排序的時間復雜度和空間復雜度分別為 O(n2 ) 和 O(1)。 冒泡排序是這樣實現的：
1、從列表的第一個數字到倒數第二個數字，逐個檢查：若某一位上的數字大於他的下一位，則將它與它的下一位交換。
2、重復1號步驟，直至再也不能交換。
冒泡排序的平均時間復雜度與插入排序相同，也是平方級的，但冒泡排序是原地排序的，也就是說它不需要額外的存儲空間。 選擇排序是這樣實現的：
1、設數組內存放了n個待排數字，數組下標從1開始，到n結束。
2、初始化i=1
3、從數組的第i個元素開始到第n個元素，尋找最小的元素。
4、將上一步找到的最小元素和第i位元素交換。
5、i++,直到i=n－1演算法結束，否則回到第3步
選擇排序的平均時間復雜度也是O(n^2)的。
舉例：
564
比如說這個，我想讓它從小到大排序，怎麼做呢？
第一步：從第一位開始找最小的元素，564中4最小，與第一位交換。結果為465
第二步：從第二位開始找最小的元素，465中5最小，與第二位交換。結果為456
第三步：i=2，n=3，此時i=n-1，演算法結束
完成 平均時間復雜度
插入排序 O(n^2）
冒泡排序 O(n^2）
選擇排序 O(n^2）
快速排序 O(n log n)
堆排序 O(n log n)
歸並排序 O(n log n)
基數排序 O(n)
希爾排序 O(n^1.25）

② 十大經典排序演算法

排序演算法是《數據結構與演算法》中最基本的演算法之一。

排序演算法可以分為內部排序和外部排序，內部排序是數據記錄在內存中進行排序，而外部排序是因排序的數據很大，一次不能容納全部的排序記錄，在排序過程中需要訪問外存。常見的內部排序演算法有：插入排序、希爾排序、選擇排序、冒泡排序、歸並排序、快速排序、堆排序、基數排序等。用一張圖概括：

點擊以下圖片查看大圖：

關於時間復雜度

平方階 (O(n2)) 排序 各類簡單排序：直接插入、直接選擇和冒泡排序。

線性對數階 (O(nlog2n)) 排序 快速排序、堆排序和歸並排序；

O(n1+§)) 排序，§ 是介於 0 和 1 之間的常數。 希爾排序

線性階 (O(n)) 排序 基數排序，此外還有桶、箱排序。

關於穩定性

穩定的排序演算法：冒泡排序、插入排序、歸並排序和基數排序。

不是穩定的排序演算法：選擇排序、快速排序、希爾排序、堆排序。

名詞解釋：

n：數據規模 k："桶"的個數 In-place：佔用常數內存，不佔用額外內存 Out-place：佔用額外內存 穩定性：排序後 2 個相等鍵值的順序和排序之前它們的順序相同

包含以下內容：

1、冒泡排序 2、選擇排序 3、插入排序 4、希爾排序 5、歸並排序 6、快速排序 7、堆排序 8、計數排序 9、桶排序 10、基數排序

排序演算法包含的相關內容具體如下：

冒泡排序演算法

冒泡排序（Bubble Sort）也是一種簡單直觀的排序演算法。它重復地走訪過要排序的數列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。走訪數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。這個演算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢"浮"到數列的頂端。

選擇排序演算法

選擇排序是一種簡單直觀的排序演算法，無論什麼數據進去都是 O(n?) 的時間復雜度。所以用到它的時候，數據規模越小越好。唯一的好處可能就是不佔用額外的內存空間。

插入排序演算法

插入排序的代碼實現雖然沒有冒泡排序和選擇排序那麼簡單粗暴，但它的原理應該是最容易理解的了，因為只要打過撲克牌的人都應該能夠秒懂。插入排序是一種最簡單直觀的排序演算法，它的工作原理是通過構建有序序列，對於未排序數據，在已排序序列中從後向前掃描，找到相應位置並插入。

希爾排序演算法

希爾排序，也稱遞減增量排序演算法，是插入排序的一種更高效的改進版本。但希爾排序是非穩定排序演算法。

歸並排序演算法

歸並排序（Merge sort）是建立在歸並操作上的一種有效的排序演算法。該演算法是採用分治法（Divide and Conquer）的一個非常典型的應用。

快速排序演算法

快速排序是由東尼·霍爾所發展的一種排序演算法。在平均狀況下，排序 n 個項目要 Ο(nlogn) 次比較。在最壞狀況下則需要 Ο(n2) 次比較，但這種狀況並不常見。事實上，快速排序通常明顯比其他 Ο(nlogn) 演算法更快，因為它的內部循環（inner loop）可以在大部分的架構上很有效率地被實現出來。

堆排序演算法

堆排序（Heapsort）是指利用堆這種數據結構所設計的一種排序演算法。堆積是一個近似完全二叉樹的結構，並同時滿足堆積的性質：即子結點的鍵值或索引總是小於（或者大於）它的父節點。堆排序可以說是一種利用堆的概念來排序的選擇排序。

計數排序演算法

計數排序的核心在於將輸入的數據值轉化為鍵存儲在額外開辟的數組空間中。作為一種線性時間復雜度的排序，計數排序要求輸入的數據必須是有確定范圍的整數。

桶排序演算法

桶排序是計數排序的升級版。它利用了函數的映射關系，高效與否的關鍵就在於這個映射函數的確定。

基數排序演算法

基數排序是一種非比較型整數排序演算法，其原理是將整數按位數切割成不同的數字，然後按每個位數分別比較。由於整數也可以表達字元串（比如名字或日期）和特定格式的浮點數，所以基數排序也不是只能使用於整數。

③ 簡述各種排序演算法的優缺點

一、冒泡排序
已知一組無序數據a[1]、a[2]、……a[n]，需將其按升序排列。首先比較a[1]與 a[2]的值，若a[1]大於a[2]則交換 兩者的值，否則不變。再比較a[2]與a[3]的值，若a[2]大於a[3]則交換兩者的值，否則不變。再比 較a[3]與a[4]，以此 類推，最後比較a[n-1]與a[n]的值。這樣處理一輪後，a[n]的值一定是這組數據中最大的。再對a[1]~a[n- 1]以相同方法 處理一輪，則a[n-1]的值一定是a[1]~a[n-1]中最大的。再對a[1]~a[n-2]以相同方法處理一輪，以此類推。共處理 n-1 輪 後a[1]、a[2]、……a[n]就以升序排列了。
優點：穩定；
缺點：慢，每次只能移動相鄰兩個數據。

二、選擇排序
每一趟從待排序的數據元素中選出最小（或最大）的一個元素，順序放在已排好序的數列的最後，直到全部待排序的數 據元素排完。
選擇排序是不穩定的排序方法。
n 個記錄的文件的直接選擇排序可經過n-1 趟直接選擇排序得到有序結果：
①初始狀態：無序區為R[1..n]，有序區為空。
②第1 趟排序 在無序區R[1..n]中選出關鍵字最小的記錄R[k]，將它與無序區的第1 個記錄R[1]交換，使R[1..1]和R[2..n]分別變 為記錄個數增加1 個的新有序區和記錄個數減少1 個的新無序區。
③第i 趟排序
第i 趟排序開始時，當前有序區和無序區分別為R[1..i-1]和R(1≤i≤n-1)。該趟 排序從當前無序區中選出關鍵字最 小的記錄 R[k]，將它與無序區的第1 個記錄R 交換，使R[1..i]和R 分別變為記錄個數增加1 個的新有序區和記錄個數減少 1 個的新無序區。
這樣，n 個記錄的文件的直接選擇排序可經過n-1 趟直接選擇排序得到有序結果。
優點：移動數據的次數已知（n-1 次）；
缺點：比較次數多。

三、插入排序
已知一組升序排列數據a[1]、a[2]、……a[n]，一組無序數據b[1]、 b[2]、……b[m]，需將二者合並成一個升序數列。 首先比較b[1]與a[1]的值，若b[1]大於a[1]，則跳過，比較b[1]與a[2]的值， 若b[1]仍然大於a[2]，則繼續跳過，直 到b[1]小於a 數組中某一數據a[x]，則將a[x]~a[n]分別向後移動一位，將b[1]插入到原來 a[x]的位置這就完成了b[1] 的插入。b[2]~b[m]用相同方法插入。（若無數組a，可將b[1]當作n=1 的數組a）
優點：穩定，快；
缺點：比較次數不一定，比較次數越少，插入點後的數據移動越多，特別是當數據總量龐大的時候，但用鏈表可以解決 這個問題。

四、縮小增量排序
由希爾在1959 年提出，又稱希爾排序(shell 排序)。
已知一組無序數據a[1]、a[2]、……a[n]，需將其按升序排列。發現當n 不大時，插入 排序的效果很好。首先取一增 量d(d<n)，將a[1]、a[1+d]、a[1+2d]……列為第一組，a[2]、a[2+d]、 a[2+2d]……列為第二組……，a[d]、a[2d]、a[3d]……="" 列為最後一組以次類推，在各組內用插入排序，然後取d'<d，重復上述操="" 作，直到d="1。"
優點：快，數據移動少；=""
缺點：不穩定，d="" 的取值是多少，應取多少個不同的值，都無法確切知道，只能憑經驗來取。=""

五、快速排序=""
快速排序是冒泡排序的改進版，是目前已知的最快的排序方法。
="" 已知一組無序數據a[1]、a[2]、……a[n]，需將其按升序排列。首先任取數據a[x]="" 作為基準。比較a[x]與其它數據並="" 排序，使a[x]排在數據的第k="" 位，並且使a[1]~a[k-1]中的每一個數="" 據a[x]，然後采 用分治的策略分別對a[1]~a[k-1]和a[k+1]~a[n] 兩組數據進行快速排序。
優點：極快，數據移動少；
缺點：不穩定。

④ python常見的三種列表排序演算法分別是什麼

排序是計算機程序設計中的一種重要操作，它的功能是將一個數據元素的任意序列，重新排列成一個關鍵字有序的序列。那麼python列表排序演算法有哪些?本文主要為大家講述python中禪棚經常用的三種排序演算法：冒泡排序、插入排序和選擇排序。

1、冒泡排序

冒泡排序，Bubble

Sort，是一種簡單的排序演算法。它重復地遍歷要排序的數列，一次比較兩個元素，如果他們的順序錯誤就把他們交換過來。遍歷數列的工作是重復地進行直到沒有再需要交換，也就是說該數列已經排序完成。這個演算法的名字由來是因為越小的元素會經由交換慢慢浮到數列的頂端。

2、插入排序

插戚襲差入排序，Insertion

Sort，是一種簡單直觀的排序演算法。它的工作原理是通過構建有序序列，對於未排序數據，在已排序序列中從後向前掃描，找到相應位置並插入。插入排序在實現上，在從後向前的掃描過程中，需要把已排序元素逐步向後挪位，為最新元素提供插入空間。

3、選擇高皮排序

選擇排序，Selection

Sort，是一種簡單直觀的排序演算法。它的工作原理如下：首先在未排序序列中找到最小、最大元素，存放到排序序列的起始位置，然後再從剩餘未排序元素中繼續尋找最小、最大元素。放到已排序序列的末尾。以此類推，直到所有元素均排序完畢。