十大排序算法详解python

当谈到排序算法时，有许多经典的排序算法可以使用。以下是十大常见的排序算法及其详细解释，使用Python编写的示例代码：

1. 冒泡排序（Bubble Sort）：
冒泡排序是一种简单的交换排序算法。它重复地遍历要排序的列表，比较相邻的元素并交换它们，直到整个列表排序完成。

   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]
       return arr

2. 选择排序（Selection Sort）：
选择排序是一种简单直观的排序算法。它将列表分为已排序和未排序两部分，每次从未排序部分选择最小的元素，并将其放入已排序部分的末尾。

   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]
       return arr

3. 插入排序（Insertion Sort）：
插入排序是一种简单且高效的排序算法。它将列表分为已排序和未排序两部分，每次从未排序部分选择一个元素，并将其插入到已排序部分的正确位置。

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

4. 快速排序（Quick Sort）：
快速排序是一种高效的分治排序算法。它选择一个基准元素，将列表分为小于基准值和大于基准值的两部分，然后递归地对这两部分进行排序。

   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)

5. 归并排序（Merge Sort）：
归并排序是一种稳定的排序算法，它采用分治策略将列表分为较小的部分，然后递归地合并这些部分以获得排序结果。

   def merge_sort(arr):
       if len(arr) <= 1:
           return arr
       mid = len(arr) // 2
       left = arr[:mid]
       right = arr[mid:]
       left = merge_sort(left)
       right = merge_sort(right)
       return merge(left, right)
   
   def merge(left, right):
       result = []
       i, j = 0, 0
       while i < len(left) and j < len(right):
           if left[i] < right[j]:
               result.append(left[i])
               i += 1
           else:
               result.append(right[j])
               j += 1
       result.extend(left[i:])
       result.extend(right[j:])
       return result

6. 堆排序（Heap Sort）：
堆排序利用堆的性质进行排序。它将列表视为完全二叉树，并使用堆数据结构来选择最大或最小元素并将其放在正确的位置上。

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

7. 计数排序（Counting Sort）：
计数排序是一种稳定的整数排序算法，它使用额外的计数数组来确定每个元素在排序后的位置。它适用于元素范围较小的情况。

   def counting_sort(arr):
       max_val = max(arr)
       count = [0] * (max_val + 1)
       for num in arr:
           count[num] += 1
       sorted_arr = []
       for i in range(len(count)):
           sorted_arr.extend([i] * count[i])
       return sorted_arr

8. 桶排序（Bucket Sort）：
桶排序是一种将元素分配到