Python实现的数据结构与算法之快速排序详解

 更新时间:2015年04月22日 15:40:23   作者:RussellLuo  
这篇文章主要介绍了Python实现的数据结构与算法之快速排序,详细分析了快速排序的原理与Python实现技巧,需要的朋友可以参考下
(福利推荐:【腾讯云】服务器最新限时优惠活动,云服务器1核2G仅99元/年、2核4G仅768元/3年,立即抢购>>>:9i0i.cn/qcloud

(福利推荐:你还在原价购买阿里云服务器?现在阿里云0.8折限时抢购活动来啦!4核8G企业云服务器仅2998元/3年,立即抢购>>>:9i0i.cn/aliyun

本文实例讲述了Python实现的数据结构与算法之快速排序。分享给大家供大家参考。具体分析如下:

一、概述

快速排序(quick sort)是一种分治排序算法。该算法首先 选取 一个划分元素(partition element,有时又称为pivot);接着重排列表将其 划分 为三个部分:left(小于划分元素pivot的部分)、划分元素pivot、right(大于划分元素pivot的部分),此时,划分元素pivot已经在列表的最终位置上;然后分别对left和right两个部分进行 递归排序

其中,划分元素的 选取 直接影响到快速排序算法的效率,通常选择列表的第一个元素或者中间元素或者最后一个元素作为划分元素,当然也有更复杂的选择方式;划分 过程根据划分元素重排列表,是快速排序算法的关键所在,该过程的原理示意图如下:

<-- 选取划分元素 -->

<-- 划分过程 -->

<-- 划分结果 -->

快速排序算法的优点是:原位排序(只使用很小的辅助栈),平均情况下的时间复杂度为 O(n log n)。快速排序算法的缺点是:它是不稳定的排序算法,最坏情况下的时间复杂度为 O(n2)。

二、Python实现

1、标准实现

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
def stdQuicksort(L):
  qsort(L, 0, len(L) - 1)
def qsort(L, first, last):
  if first < last:
    split = partition(L, first, last)
    qsort(L, first, split - 1)
    qsort(L, split + 1, last)
def partition(L, first, last):
  # 选取列表中的第一个元素作为划分元素
  pivot = L[first]
  leftmark = first + 1
  rightmark = last
  while True:
    while L[leftmark] <= pivot: 
 # 如果列表中存在与划分元素pivot相等的元素,让它位于left部分
     # 以下检测用于划分元素pivot是列表中的最大元素时,
  #防止leftmark越界
      if leftmark == rightmark:
        break
      leftmark += 1
    while L[rightmark] > pivot:
      # 这里不需要检测,划分元素pivot是列表中的最小元素时,
      # rightmark会自动停在first处
      rightmark -= 1
    if leftmark < rightmark:
      # 此时,leftmark处的元素大于pivot,
   #而rightmark处的元素小于等于pivot,交换二者
      L[leftmark], L[rightmark] = L[rightmark], L[leftmark]
    else:
      break
  # 交换first处的划分元素与rightmark处的元素
  L[first], L[rightmark] = L[rightmark], L[first]
  # 返回划分元素pivot的最终位置
  return rightmark

2、Pythonic实现

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
def pycQuicksort(L):
  if len(L) <= 1: return L
  return pycQuicksort([x for x in L if x < L[0]]) + \
      [x for x in L if x == L[0]] + \
      pycQuicksort([x for x in L if x > L[0]])

对比 标准实现 可以看出,Pythonic实现 更简洁、更直观、更酷。但需要指出的是,Pythonic实现 使用了Python中的 列表解析 (List Comprehension,也叫列表展开、列表推导),每一次 递归排序 都会产生新的列表,因此失去了快速排序算法本来的 原位排序 的优点。

三、算法测试

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
if __name__ == '__main__':
  L = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
  M = L[:]
  print('before stdQuicksort: ' + str(L))
  stdQuicksort(L)
  print('after stdQuicksort: ' + str(L))
  print('before pycQuicksort: ' + str(M))
  print('after pycQuicksort: ' + str(pycQuicksort(M)))

运行结果:

$ python testquicksort.py
before stdQuicksort: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
after stdQuicksort: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]
before pycQuicksort: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20]
after pycQuicksort: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93]

希望本文所述对大家的Python程序设计有所帮助。

相关文章

  • Python爬虫实现百度翻译功能过程详解

    Python爬虫实现百度翻译功能过程详解

    这篇文章主要介绍了Python爬虫实现百度翻译功能过程详解,文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友可以参考下
    2020-05-05
  • python使用RNN实现文本分类

    python使用RNN实现文本分类

    这篇文章主要为大家详细介绍了python使用RNN进行文本分类,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2018-05-05
  • django admin 自定义替换change页面模板的方法

    django admin 自定义替换change页面模板的方法

    今天小编就为大家分享一篇django admin 自定义替换change页面模板的方法,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-08-08
  • 深入分析python数据挖掘 Json结构分析

    深入分析python数据挖掘 Json结构分析

    这篇文章通过实例给大家分析总结了python数据挖掘以及Json结构分析的相关知识点,对此有兴趣的朋友参考下。
    2018-04-04
  • 一步真实解决AttributeError:‘Upsample‘?object?has?no?attribute‘recompute_scale_factor‘的问题

    一步真实解决AttributeError:‘Upsample‘?object?has?no?attribute‘

    这篇文章主要介绍了解决解决AttributeError:?‘Upsample‘?object?has?no?attribute?‘recompute_scale_factor‘的问题,本文给大家介绍的非常想详细,对大家的学习或工作具有一定的参考借鉴价值,需要的朋友可以参考下
    2023-06-06
  • python实现三子棋游戏

    python实现三子棋游戏

    这篇文章主要为大家详细介绍了python实现三子棋游戏,文中示例代码介绍的非常详细,具有一定的参考价值,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
    2022-05-05
  • Pygame实战之迷宫游戏的实现

    Pygame实战之迷宫游戏的实现

    玩迷宫游戏长大的我们,欣慰地看到,下一代仍热爱着这个经典游戏。本文将通过Python中的Pygame库制作这一经典的游戏,需要的可以参考一下
    2022-02-02
  • python列表每个元素同增同减和列表元素去空格的实例

    python列表每个元素同增同减和列表元素去空格的实例

    今天小编就为大家分享一篇python列表每个元素同增同减和列表元素去空格的实例,具有很好的参考价值,希望对大家有所帮助。一起跟随小编过来看看吧
    2019-07-07
  • 详解python 3.6 安装json 模块(simplejson)

    详解python 3.6 安装json 模块(simplejson)

    这篇文章主要介绍了python 3.6 安装json 模块(simplejson),文中通过示例代码介绍的非常详细,对大家的学习或者工作具有一定的参考学习价值,需要的朋友们下面随着小编来一起学习学习吧
    2019-04-04
  • 利用python如何处理百万条数据(适用java新手)

    利用python如何处理百万条数据(适用java新手)

    这篇文章主要给大家介绍了关于利用python如何处理百万条数据的相关资料,本文的教程非常适用于java新手,文中通过示例代码介绍的非常详细,需要的朋友可以参考借鉴,下面随着小编来一起学习学习吧
    2018-06-06

最新评论

?


http://www.vxiaotou.com