排序算法原理与实现

# 1. 算法基础知识

## 1.1 算法概述

在计算机科学中，算法是解决特定问题或执行特定任务的一系列步骤。排序算法是一类常见的算法，用于将一组数据按照特定的顺序进行排列。了解算法概述将有助于我们理解排序算法的原理和实现。

## 1.2 时间复杂度和空间复杂度

在选择排序算法时，我们需要考虑其时间复杂度和空间复杂度。时间复杂度是指算法执行所需的时间，而空间复杂度是指算法执行所需的内存空间。这些指标直接影响了算法的性能和适用性。

## 1.3 算法稳定性和适用性

排序算法的稳定性是指相等的元素在排序后的相对位置是否发生变化。在某些场景下，我们需要排序算法具有稳定性，以保持相等元素的相对顺序。另外，不同的排序算法适用于不同类型的数据和规模，适用性也是我们选择排序算法时需要考量的因素。
### 2. 常见排序算法介绍

在这一章节中，我们将会介绍常见的排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序和堆排序。每种排序算法都有其特点和适用场景，我们将会对它们进行详细的介绍和比较。
### 3. 排序算法详细原理

在本章中，我们将详细介绍常见排序算法的原理，包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序和堆排序，帮助读者更好地理解各种排序算法的核心思想和实现方式。
### 4. 排序算法实现及性能分析

在本章节中，我们将详细介绍各种排序算法的具体实现，并对它们的性能进行分析。

#### 4.1 冒泡排序代码实现

下面是冒泡排序的Python代码实现：

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

# 测试冒泡排序
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = bubble_sort(arr)
print("排序后的数组:", sorted_arr)