数据结构常见的八大排序算法及代码实现图解(2)

取出当前大顶堆的根节点,将其与序列末尾元素进行交换;(此时:序列末尾的元素为已排序的最大值;由于交换了元素,当前位于根节点的堆并不一定满足大顶堆的性质)

对交换后的n-1个序列元素进行调整,使其满足大顶堆的性质;

数据结构常见的八大排序算法及代码实现图解

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重复2.3步骤,直至堆中只有1个元素为止

代码实现:

#-------------------------堆排序-------------------------------- #**********获取左右叶子节点********** def LEFT(i): return 2*i + 1 def RIGHT(i): return 2*i + 2 #********** 调整大顶堆 ********** #L:待调整序列 length: 序列长度 i:需要调整的结点 def adjust_max_heap(L,length,i): #定义一个int值保存当前序列最大值的下标 largest = i #执行循环操作:两个任务:1 寻找最大值的下标;2.最大值与父节点交换 while (1): #获得序列左右叶子节点的下标 left,right = LEFT(i),RIGHT(i) #当左叶子节点的下标小于序列长度 并且 左叶子节点的值大于父节点时,将左叶子节点的下标赋值给largest if (left < length) and (L[left] > L[i]): largest = left print('左叶子节点') else: largest = i #当右叶子节点的下标小于序列长度 并且 右叶子节点的值大于父节点时,将右叶子节点的下标值赋值给largest if (right < length) and (L[right] > L[largest]): largest = right print('右叶子节点') #如果largest不等于i 说明当前的父节点不是最大值,需要交换值 if (largest != i): temp = L[i] L[i] = L[largest] L[largest] = temp i = largest print(largest) continue else: break #********** 建立大顶堆 ********** def build_max_heap(L): length = len(L) for x in range((int)((length-1)/2),-1,-1): adjust_max_heap(L,length,x) #********** 堆排序 ********** def heap_sort(L): #先建立大顶堆,保证最大值位于根节点;并且父节点的值大于叶子结点 build_max_heap(L) #i:当前堆中序列的长度.初始化为序列的长度 i = len(L) #执行循环:1. 每次取出堆顶元素置于序列的最后(len-1,len-2,len-3...) # 2. 调整堆,使其继续满足大顶堆的性质,注意实时修改堆中序列的长度 while (i > 0): temp = L[i-1] L[i-1] = L[0] L[0] = temp #堆中序列长度减1 i = i-1 #调整大顶堆 adjust_max_heap(L,i,0) 冒泡排序

基本思想

数据结构常见的八大排序算法及代码实现图解

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冒泡排序思路比较简单:

将序列当中的左右元素,依次比较,保证右边的元素始终大于左边的元素;( 第一轮结束后,序列最后一个元素一定是当前序列的最大值;)

对序列当中剩下的n-1个元素再次执行步骤1。

对于长度为n的序列,一共需要执行n-1轮比较(利用while循环可以减少执行次数)

*代码实现

#冒泡排序 def bubble_sort(L): length = len(L) #序列长度为length,需要执行length-1轮交换 for x in range(1,length): #对于每一轮交换,都将序列当中的左右元素进行比较 #每轮交换当中,由于序列最后的元素一定是最大的,因此每轮循环到序列未排序的位置即可 for i in range(0,length-x): if L[i] > L[i+1]: temp = L[i] L[i] = L[i+1] L[i+1] = temp 快速排序

算法思想:

数据结构常见的八大排序算法及代码实现图解

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快速排序的基本思想:挖坑填数+分治法

从序列当中选择一个基准数(pivot)在这里我们选择序列当中第一个数最为基准数

将序列当中的所有数依次遍历,比基准数大的位于其右侧,比基准数小的位于其左侧

重复步骤1.2,直到所有子集当中只有一个元素为止。用伪代码描述如下:1.i =L; j = R; 将基准数挖出形成第一个坑a[i]。2.j--由后向前找比它小的数,找到后挖出此数填前一个坑a[i]中。3.i++由前向后找比它大的数,找到后也挖出此数填到前一个坑a[j]中。4.再重复执行2,3二步,直到i==j,将基准数填入a[i]中

代码实现:

#快速排序 #L:待排序的序列;start排序的开始index,end序列末尾的index #对于长度为length的序列:start = 0;end = length-1 def quick_sort(L,start,end): if start < end: i , j , pivot = start , end , L[start] while i < j: #从右开始向左寻找第一个小于pivot的值 while (i < j) and (L[j] >= pivot): j = j-1 #将小于pivot的值移到左边 if (i < j): L[i] = L[j] i = i+1 #���左开始向右寻找第一个大于pivot的值 while (i < j) and (L[i] < pivot): i = i+1 #将大于pivot的值移到右边 if (i < j): L[j] = L[i] j = j-1 #循环结束后,说明 i=j,此时左边的值全都小于pivot,右边的值全都大于pivot #pivot的位置移动正确,那么此时只需对左右两侧的序列调用此函数进一步排序即可 #递归调用函数:依次对左侧序列:从0 ~ i-1//右侧序列:从i+1 ~ end L[i] = pivot #左侧序列继续排序 quick_sort(L,start,i-1) #右侧序列继续排序 quick_sort(L,i+1,end) 归并排序

算法思想:

数据结构常见的八大排序算法及代码实现图解

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