请用一段代码完成直接插入、冒泡、直接选择、快速、堆、归并等排序算法,并根据运行时间比较各种排序算法的运行速度。采用随机数发生器产生待排序整型数据,值的范围在0到n*10之间,排序长度默认20000,编写各种排序程序记录运行速度并做对比分析。

时间: 2024-02-04 13:04:25 浏览: 28
好的,以下是使用 Python 实现的六种排序算法和运行时间比较的代码: ```python import time import random # 直接插入排序 def insert_sort(arr): for i in range(1, len(arr)): key = arr[i] j = i - 1 while j >= 0 and arr[j] > key: arr[j + 1] = arr[j] j -= 1 arr[j + 1] = key # 冒泡排序 def bubble_sort(arr): for i in range(len(arr) - 1): for j in range(len(arr) - i - 1): if arr[j] > arr[j + 1]: arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j] # 直接选择排序 def select_sort(arr): for i in range(len(arr)): min_index = i for j in range(i + 1, len(arr)): if arr[j] < arr[min_index]: min_index = j arr[i], arr[min_index] = arr[min_index], arr[i] # 快速排序 def quick_sort(arr, left, right): if left >= right: return pivot = arr[left] i, j = left, right while i < j: while i < j and arr[j] >= pivot: j -= 1 arr[i] = arr[j] while i < j and arr[i] <= pivot: i += 1 arr[j] = arr[i] arr[i] = pivot quick_sort(arr, left, i - 1) quick_sort(arr, i + 1, right) # 堆排序 def heap_sort(arr): def heapify(arr, n, i): largest = i l, r = i * 2 + 1, i * 2 + 2 if l < n and arr[l] > arr[largest]: largest = l if r < n and arr[r] > arr[largest]: largest = r if largest != i: arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i] heapify(arr, n, largest) 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[0], arr[i] = arr[i], arr[0] heapify(arr, i, 0) # 归并排序 def merge_sort(arr): def merge(arr, left, mid, right): left_arr = arr[left:mid] right_arr = arr[mid:right] i, j, k = 0, 0, left while i < len(left_arr) and j < len(right_arr): if left_arr[i] < right_arr[j]: arr[k] = left_arr[i] i += 1 else: arr[k] = right_arr[j] j += 1 k += 1 while i < len(left_arr): arr[k] = left_arr[i] i += 1 k += 1 while j < len(right_arr): arr[k] = right_arr[j] j += 1 k += 1 def divide(arr, left, right): if left + 1 < right: mid = (left + right) // 2 divide(arr, left, mid) divide(arr, mid, right) merge(arr, left, mid, right) divide(arr, 0, len(arr)) # 测试函数 def test_sort(sort_func, arr): start_time = time.time() sort_func(arr) end_time = time.time() return end_time - start_time # 生成随机数组 n = 20000 arr = [random.randint(0, n * 10) for i in range(n)] # 测试排序算法 insert_sort_time = test_sort(insert_sort, arr.copy()) bubble_sort_time = test_sort(bubble_sort, arr.copy()) select_sort_time = test_sort(select_sort, arr.copy()) quick_sort_time = test_sort(lambda arr: quick_sort(arr, 0, len(arr) - 1), arr.copy()) heap_sort_time = test_sort(heap_sort, arr.copy()) merge_sort_time = test_sort(merge_sort, arr.copy()) # 输出运行时间 print("Insert sort time: ", insert_sort_time) print("Bubble sort time: ", bubble_sort_time) print("Select sort time: ", select_sort_time) print("Quick sort time: ", quick_sort_time) print("Heap sort time: ", heap_sort_time) print("Merge sort time: ", merge_sort_time) ``` 运行结果可能会有所不同,但是一般来说,排序算法的运行时间从短到长的顺序是:插入排序、选择排序、冒泡排序、归并排序、快速排序、堆排序。

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