数据结构与算法(冒泡排序与选择排序)

1.冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法,它重复的遍历要排序的数列,一次比较两个元素,如果他们的顺序错误就把他们交换,遍历数列的工作是重复的进行直到没有需要交换的元素。

冒泡排序算法执行如下:

  1. 比较相邻的元素,如果第一个比第二个大(升序),就把他们交换;
  2. 对每一对相邻元素作同样的工作,从开始第一队到结尾最后一对,执行完毕后,最后的元素会是最大的数;
  3. 针对所有的元素重复以上的步骤,除第一个;
  4. 持续每次对减少的元素重复执行上面步骤,直到没有任何一对数字需要比较。

冒泡排序分析

第一次交换过程图示:

bubblesort.jpg

那么我们需要进行n-1次冒泡过程,每次对应的比较次数如下图所示:

compare.jpg

代码:

#coding:utf-8
def bubble_sort(alist):
    """冒泡排序"""
    n=len(alist)
    for j in range(n-1):
        for i in range(0,n-j-1):
            #从头到尾

            if alist[i]>alist[i+1]:
                alist[i],alist[i+1]=alist[i+1],alist[i]


if __name__=='__main__':
    li=[12,54,536,189,697,100]
    print(li)
    bubble_sort(li)
    print(li)

2.选择排序

选择排序是一种简单直观的排序算法,工作原理为:首先在未排序序列中找到最小(最大)的元素,存放到排序序列的起始位置,然后,在从剩余未排序元素中继续寻找最小(最大)元素,然后放到已排序序列的末尾,直到所有元素均排序完毕。

选择排序的主要优点与数据移动有关,如果某个元素位于正确的最终位置上,则它不会被移动,选择排序每次交换一对元素,他们当中至少有一个将被移动到其最终位置,因此对n个元素的表进行排序总共进行最多n-1次交换,

选择排序分析

排序过程:

selectionsort.jpg

代码:

#coding:utf-8

def selection_sort(list):
    n=len(list)

    #需要进行n-1次选择操作
    for i in range(n-1):
        #记录最小位置
        min_index=i
        #从i+1位置到末尾选择出最小数据
        for j in range(i+1,n):
            if list[j]<list[min_index]:
                min_index=j

        #如果选择出的数据不在正确位置,进行交换
        if min_index!=i:
            list[i],list[min_index]=list[min_index],list[i]


list=[3,5,6,9,8,7,4,2,1,20,60,10]
print(list)
selection_sort(list)
print(list)

冒泡排序与选择排序时间复杂度比较

最优时间复杂度 最坏时间复杂度 稳定性
冒泡排序 O(n) O(n^2) 稳定
选择排序 O(n^2) O(n^2) 不稳定
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