基于python的排序算法-快速排序Quick Sort

def quick_sort(L, first, last): '''使用 '递归(recursive)' 的方式，实现快速排序算法 first 和 last 都表示序列的下标 ''' if first < last: # 左、右子序列只剩一个元素时，退出递归 (first == last) pivot_index = partition(L, first, last) # 返回 '基准' 值的最终正确位置的下标 quick_sort(L, first, pivot_index-1) quick_sort(L, pivot_index+1, last) def partition(L, first, last): '''一次快速排序的分区过程，将选定的 '基准(pivot)' 放到正确的位置上，小于它的值都在它的左边，大于它的值都在它的右边 first 和 last 都表示序列的下标 ''' pivot_value = L[first] # 可以选择序列的第1个元素、中间元素或最后1个元素为 '基准' 值，这里选择第1个 leftmark = first + 1 # leftmark 游标从左向右查找比 '基准' 值大的元素 rightmark = last # rightmark 游标从右向左查找比 '基准' 值小的元素 done = False while not done: # 当 leftmark 找到比 '基准' 值大的元素后，停下来 while leftmark <= rightmark and L[leftmark] <= pivot_value: leftmark = leftmark + 1 # 当 rightmark 找到比 '基准' 值小的元素后，停下来 while L[rightmark] >= pivot_value and rightmark >= leftmark: rightmark = rightmark - 1 if rightmark < leftmark: # 如果 leftmark 和 rightmark 交错而过了，说明 '基准' 值的正确位置已经找到了：1. 交错而过说明除pivot之外的所有元素都被遍历了 2. rightmark 此时找到的就是最后一个「小于或等于pivot的区间」的元素，那么只需要交换 L[rightmark] 和 pivot 即可 done = True else: # 如果 leftmark 和 rightmark 还没有交错，则交换它们查找到的元素值 L[leftmark], L[rightmark] = L[rightmark], L[leftmark] # 如果 leftmark 和 rightmark 交错而过了，说明 '基准' 值的正确位置已经找到了，设置 done = True # 将 '基准' 值放到正确的位置上，即 rightmark 最后一次所在的位置，交换它们的值即可 L[first], L[rightmark] = L[rightmark], L[first] return rightmark # 返回 '基准' 值的最终正确的下标，用于划分左右两个子序列 if __name__ == '__main__': L1 = [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20] print('Before: ', L1) quick_sort(L1, 0, len(L1)-1) print('After: ', L1) # Output: # Before: [54, 26, 93, 17, 77, 31, 44, 55, 20] # After: [17, 20, 26, 31, 44, 54, 55, 77, 93] ''' 压力测试，timeit.timeit() 如果from __main__ import L，结果好像不对，所以在函数内初始化相同的L： from timeit import timeit def test(): # import random # gen = (random.randint(1, 100) for i in range(100)) # 产生100个 1-99 范围内的随机整数 # L = list(gen) L = [96, 2, 65, 23, 47, 58, 8, 48, 69, 92, 34, 83, 93, 47, 45, 55, 95, 15, 92, 24, 64, 19, 29, 55, 35, 48, 39, 29, 63, 94, 99, 38, 50, 10, 10, 93, 74, 27, 74, 44, 29, 81, 85, 86, 74, 30, 50, 50, 12, 12, 38, 75, 41, 87, 80, 97, 16, 48, 65, 69, 83, 71, 28, 9, 64, 69, 27, 74, 74, 86, 40, 69, 79, 79, 77, 100, 53, 72, 77, 16, 8, 36, 41, 58, 59, 29, 46, 79, 81, 66, 8, 35, 60, 52, 2, 82, 2, 36, 79, 66] quick_sort(L, 0, len(L)-1) def quick_sort(L, first, last): if first < last: pivot_index = partition(L, first, last) quick_sort(L, first, pivot_index-1) quick_sort(L, pivot_index+1, last) def partition(L, first, last): pivot_value = L[first] leftmark = first + 1 rightmark = last done = False while not done: while leftmark <= rightmark and L[leftmark] <= pivot_value: leftmark = leftmark + 1 while L[rightmark] >= pivot_value and rightmark >= leftmark: rightmark = rightmark -1 if rightmark < leftmark: done = True else: L[leftmark], L[rightmark] = L[rightmark], L[leftmark] L[first], L[rightmark] = L[rightmark], L[first] return rightmark print('Quick sort function run 1000 times, cost: ', timeit('test()', 'from __main__ import test', number=1000), 'seconds.') # Output: # Quick sort function run 1000 times, cost: 0.3112104501085645 seconds. '''