数组的排序算法有哪些？

数组排序算法用于按特定顺序排列元素。常见的算法类型包括：冒泡排序：通过比较相邻元素交换位置。选择排序：找出最小元素交换到当前位置。插入排序：逐个插入元素到正确位置。快速排序：分治法，选择枢纽元素划分数组。合并排序：分治法，递归排序和合并子数组。

数组排序算法介绍及实战

在计算机科学中，数组排序算法是用于对一组元素按照特定顺序进行排列的一种算法。排序算法根据其原理和效率分为多种不同的类型。下面将介绍一些常见的数组排序算法，并通过实战案例展示其使用方法。

冒泡排序

冒泡排序是一种简单且易于理解的排序算法，其基本原理是依次比较相邻元素的大小，如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。该过程反复进行，直到所有元素按顺序排列。

def bubble_sort(arr):
    for i in range(len(arr) - 1):
        for j in range(len(arr) - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]

选择排序

选择排序也是一种简单的排序算法，其原理是找出未排序部分的最小元素，将其与当前位置元素交换。然后重复该过程，直到所有元素按顺序排列。

def selection_sort(arr):
    for i in range(len(arr)):
        min_idx = i
        for j in range(i + 1, len(arr)):
            if arr[j] < arr[min_idx]:
                min_idx = j
        arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

插入排序

插入排序是一种基于插入操作的排序算法，其基本原理是将元素逐个插入到已排序部分的正确位置，直到所有元素按顺序排列。

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and key < arr[j]:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key

快速排序

快速排序是一种分治排序算法，其原理是通过选择一个枢纽元素将数组划分为两个子数组，然后递归地对两个子数组排序，直到所有元素按顺序排列。

def quick_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[len(arr) // 2]
    left = [x for x in arr if x < pivot]
    middle = [x for x in arr if x == pivot]
    right = [x for x in arr if x > pivot]
    return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)

合并排序

合并排序是一种稳定、高效的分治排序算法，其原理是通过递归地将数组划分为较小的子数组，然后将子数组排序并合并，直到所有元素按顺序排列。

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    mid = len(arr) // 2
    left_half = merge_sort(arr[:mid])
    right_half = merge_sort(arr[mid:])
    return merge(left_half, right_half)

def merge(left, right):
    merged = []
    left_idx, right_idx = 0, 0
    while left_idx < len(left) and right_idx < len(right):
        if left[left_idx] <= right[right_idx]:
            merged.append(left[left_idx])
            left_idx += 1
        else:
            merged.append(right[right_idx])
            right_idx += 1
    merged.extend(left[left_idx:])
    merged.extend(right[right_idx:])
    return merged

实战案例

假设我们有一个无序的列表 arr = [5, 2, 8, 3, 1, 9]，我们可以使用快速排序算法对其进行排序，代码如下：

arr = [5, 2, 8, 3, 1, 9]
sorted_arr = quick_sort(arr)
print(sorted_arr)  # 输出：[1, 2, 3, 5, 8, 9]

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