Python常用排序算法详解：冒泡、选择、插入与快速排序

本文档详细介绍了Python中几种常用的排序算法，包括冒泡排序、选择排序、插入排序和快速排序。这些排序算法是计算机科学中基础且实用的工具，对于理解数据结构和算法设计至关重要。 1. **冒泡排序**： 冒泡排序是最简单的排序算法之一，它通过重复遍历数组，比较相邻元素并交换它们的位置，逐步将较大的元素“冒泡”到数组的末尾。这个过程会重复执行直到整个数组排序完成。Python实现如下： ```python 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 ``` 2. **选择排序**： 选择排序每次从未排序的部分中找到最小（或最大）的元素，并将其放置在已排序部分的末尾。Python实现中，我们先找到剩余部分的最小值，然后与当前位置的元素交换： ```python def selection_sort(arr): n = len(arr) for i in range(n): 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**： 插入排序通过将未排序的元素逐个插入已排序部分的正确位置，保持整个序列有序。它通常在处理小规模或者部分有序的数据时表现良好。Python实现如下： ```python def insertion_sort(arr): n = len(arr) for i in range(1, n): key = arr[i] j = i - 1 while j >= 0 and key < arr[j]: arr[j + 1] = arr[j] j -= 1 arr[j + 1] = key return arr ``` 4. **快速排序**： 快速排序是一种分治策略的代表，通过选取一个基准值（pivot），将数组分为两部分，一部分所有元素小于基准，另一部分所有元素大于基准。然后对这两部分递归地应用相同的过程。Python中的快速排序代码示例并未提供，但通常涉及分区操作和递归调用。 此外，文档还可能提到**归并排序**，这是一种稳定的排序算法，通过将数组不断二分，然后合并已排序的部分，直至整个序列有序。尽管未在提供的代码片段中显示，归并排序在性能上通常优于冒泡、选择和插入排序，尤其是在处理大规模数据时。 总结，本文档提供了Python中四种基本排序算法的详细介绍和代码实现，学习者可以通过实践这些算法来理解排序算法的工作原理和适用场景，有助于提高编程技能和算法理解。