python中排序从小到大_从Python看排序:冒泡排序
冒泡排序在排序算法中是最簡單的一種,它通過多次遍歷列表,將最大的元素冒泡到列表的頭部或尾部。我們通過對四張撲克牌(花色相同)以從小到大的方式進行排序來演示該算法的工作原理。首先將撲克牌面朝上放在桌上,如下圖所示:
該算法要求多次遍歷撲克,每次都從頭開始,并在上一次遍歷的前一張結束。在每一次遍歷中,總是從前兩張牌開始。如果前者比后者大,則交換位置。
然后比較第二張和第三張,同樣如果前者更大則互換,否則保持原樣。
這樣依次類推,直到將最大的那一張牌移動到最后。
下圖演示了接下來的兩次遍歷。第二次遍歷將會使第二大的牌交換至倒數第二的位置上,第三次只需比較頭兩張,然后整個流程結束。
下面是Python版的冒泡排序:
# Sorts a sequence in ascending order using the bubble sort algorithm.
def bubbleSort( theSeq ):
n = len( theSeq )
# Perform n-1 bubble operations on the sequence
for i in range( n - 1 ) :
# Bubble the largest item to the end.
for j in range( i + n - 1 ) :
if theSeq[j] > theSeq[j + 1] : # swap the j and j+1 items.
tmp = theSeq[j]
theSeq[j] = theSeq[j + 1]
theSeq[j + 1] = tmp
冒泡排序的效率僅僅取決于列表中元素的個數,與元素的值和初始序列無關。為了確認其效率,我們必須知道一個含有N個元素的列表在排序時內層循環總的執行次數。外層一共會循環n - 1次,因為需要遍歷n - 1次列表。而內層循環不定,第一次列表遍歷執行n - 1次,第二次n - 2次,第三次則是n - 3次,直到最后一次遍歷內層只需執行1次即可。這樣,內部循環總的遍歷次數是前n - 1個整數的總和,即等同于:
得到其時間復雜度為O(n2)。正因如此,冒泡排序是排序算法中效率最低的一種。如果給定一個倒序的列表,那每次迭代的內層循環中都會做交換操作,這在實際操作中無疑是非常耗性能的。
在前面的代碼中,其內層循環總是n2,但如果給定序列已經是排好序的呢?該情況下,排序實際是不需要的,但代碼并不知情,它依然如此辛勤勞作,以至于其性能依舊是n2。
更多請參考:Rance D. Necaise - 《Data Structures and Algorithms Using Python》
總結
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