python之冒泡排序改进

冒泡排序改进

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一、普通冒泡排序

[22,3,1,6,7,8,2,5]
普通冒泡排序
思路：
第一趟排序 从下标0开始，取出对应的值22
22和3比较，22 > 3 ,22和3交换，
交换后，22和1比较，22 > 1,22和1比较，
最后22会排到最后,
第一趟排序后列表变成
[3,1,6,7,8,2,5，22]
第二趟排序 从下标1开始，取出对应的值1
3和1比较，3 > 1 , 3和1交换，
以此类推，最后列表变成有序的了
[1,2,3,5,6,7,8,22]

这一整个过程就像一个水泡从低往上冒，
越往后水泡就越大(列表后面的元素会逐渐比前面的大)

def bubble_sort(alist):
    for i in range(len(alist)):
        # 跳过后面已经排好序的元素
        for j in range(len(alist)-1-i):
            if alist[j] > alist[j+1]:
                alist[j],alist[j+1] = alist[j+1],alist[j]
    return alist

def main():
    print(bubble_sort([22, 3, 1, 6, 7, 8, 2, 5]))

if __name__ == '__main__':
    main()

结果为：
[1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 22]

二、冒泡排序改进(搅拌排序)

考虑极端的情况：有以下列表[9,1,2,3,4,5,6,7,8]，当把结果一趟排序后，9就会被排列表最后了，这时列表就已经是有序的了，这时就可以直接退出循环。

def bubble_sort(alist):
    list_len = len(alist)
    for i in range(list_len):
        # 定义一个swapped
        # 如果有元素交换过就置为True
        # 如果没有元素交换过就退出循环

        swapped = False
        for j in range(list_len-1-i):
            if alist[j] > alist[j+1]:
                alist[j],alist[j+1] = alist[j+1],alist[j]
                swapped = True
        # 搅拌排序
        # 从后面往前面检索，如果前面比后面的大，就交换
        if swapped:
            swapped = False
            # 由于上面已经有一个元素在最后排好序了，所以这时要减2
            for j in range(list_len - 2 - i,0,-1):
                if alist[j] < alist[j - 1]:
                    alist[j], alist[j - 1] = alist[j - 1], alist[j]
                    swapped = True
        # 如果没有发生元素交换，就说明列表已经是有序的了
        # 这时可以直接退出循环
        if not swapped:
            return alist

def main():
    print(bubble_sort([22, 3, 1, 6, 7, 8, 2, 5]))
    print(bubble_sort([5, 1, 2, 3, ]))
    print(bubble_sort([1, 2, 3, ]))

if __name__ == '__main__':
    main()

结果为：
[1, 2, 3, 5, 6, 7, 8, 22]
[1, 2, 3, 5]
[1, 2, 3]

三、对象排序

1、重载大于号、小于号

class Student:
    """
    学生类
    """

    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 重载等于号
    def __eq__(self, other):
        return self.age == other.age

    # 重载大于号
    def __gt__(self, other):
        return self.age > other.age

    # 重载小于号
    def __lt__(self, other):
        return self.age < other.age

    # 设置输出格式
    def __repr__(self):
        return f'{self.name}:{self.age}'

def bubble_sort(alist):
    list_len = len(alist)
    for i in range(list_len):
        # 定义一个swapped
        # 如果有元素交换过就置为True
        # 如果没有元素交换过就退出循环

        swapped = False
        for j in range(list_len-1-i):
            if alist[j] > alist[j+1]:
                alist[j],alist[j+1] = alist[j+1],alist[j]
                swapped = True
        # 搅拌排序
        # 从后面往前面检索，如果前面比后面的大，就交换
        if swapped:
            swapped = False
            # 由于上面已经有一个元素在最后排好序了，所以这时要减2
            for j in range(list_len - 2 - i,0,-1):
                if alist[j] < alist[j - 1]:
                    alist[j], alist[j - 1] = alist[j - 1], alist[j]
                    swapped = True
        # 如果没有发生元素交换，就说明列表已经是有序的了
        # 这时可以直接退出循环
        if not swapped:
            return alist

def main():
    s1 = Student('xiaoming',23)
    s2 = Student('hong',20)
    s3 = Student('da', 12)
    # 对学生按年龄进行排序
    print(bubble_sort([s1,s2,s3]))

if __name__ == '__main__':
    main()

2、增加一个函数参数

Python中函数是“一等对象”。

函数可以赋值给变量。

函数可以作为函数的参数。

函数可以作为函数的返回值。

把函数设计成一等对象的语言也就是支持函数式编程的语言。

class Student:
    """
    学生类
    """

    def __init__(self,name,age):
        self.name = name
        self.age = age

    # 设置输出格式
    def __repr__(self):
        return f'{self.name}:{self.age}'

# 可以使用":"来提示参数类型，"->"提示返回值类型，对函数没有影响
def bubble_sort(alist:list,comp=None) -> list:
    '''
    冒泡排序
    :param alist: 要进行排序的列表
    :param comp: 比较函数
    :return: 排好序的列表
    '''
    list_len = len(alist)
    for i in range(list_len):
        swapped = False
        for j in range(list_len-1-i):
            # 如果传入了比较函数就使用比较函数
            comp_result = comp(alist[j],alist[j+1]) > 0 if comp else alist[j] > alist[j+1]
            if comp_result:
                alist[j],alist[j+1] = alist[j+1],alist[j]
                swapped = True
        # 搅拌排序
        # 从后面往前面检索，如果前面比后面的大，就交换
        if swapped:
            swapped = False
            # 由于上面已经有一个元素在最后排好序了，所以这时要减2
            for j in range(list_len - 2 - i,0,-1):
                # 如果传入了比较函数就使用比较函数
                comp_result = comp(alist[j], alist[j - 1]) < 0 if comp else alist[j] < alist[j - 1]

                if comp_result:
                    alist[j], alist[j - 1] = alist[j - 1], alist[j]
                    swapped = True
        # 如果没有发生元素交换，就说明列表已经是有序的了
        # 这时可以直接退出循环
        if not swapped:
            return alist

def compare(s1,s2) -> int:
     '''
     比较两个学生对象(规则: 先比年龄, 年龄相同比名字)
     :param s1: 待比较的第一个学生
     :param s2: 待比较的第二个学生
     :return: 如果s1小于等于s2返回负数;
        如果s1大于s2返回正数;

     '''
     if s1.age == s2.age:
         return -1 if s1.name <= s2.name else 1
     else:
         return -1 if s1.age <= s2.age else 1

def main():
    s1 = Student('xiaoming',23)
    s2 = Student('hong',20)
    s3 = Student('lan', 12)
    # 对学生按年龄进行排序
    print(bubble_sort([s1,s2,s3],comp=compare))

    list2 = ['grape', 'pitaya', 'pear', 'waxberry', 'apple']
    # 一句话就能写完的函数可以直接使用Lambda函数(匿名函数)
    # 根据字符串的长度给字符串排序
    print(bubble_sort(list2, lambda s1, s2: len(s1) - len(s2)))

if __name__ == '__main__':
 main()

结果为：
[lan:12, hong:20, xiaoming:23]
['pear', 'grape', 'apple', 'pitaya', 'waxberry']

后记

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