京公网安备 11010802034615号
经营许可证编号:京B2-20210330
Python实现的数据结构与算法之快速排序详解
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。
数据分析咨询请扫描二维码
若不方便扫码,搜微信号:CDAshujufenxi
【核心关键词】统计学、互联网、知识、课程、学生、数学、软件、招聘、数据分析、实习经历、机器学习、理论基础、业务思维、统 ...
2026-07-10在互联网运营、产品设计、市场营销与商业数据分析领域,所有转化、成交、复购行为的底层逻辑,都依托于用户决策流程。用户从产生 ...
2026-07-10 很多数据分析师能熟练地计算指标、搭建标签体系,但当被问到“画像到底在解决什么问题”“画像和标签是什么关系”“画像如何 ...
2026-07-10数据透视表是数据分析中最常用、最高效的汇总分析工具,具备快速分组、聚合计算、维度拆解、数据可视化等优势,能够轻松完成求和 ...
2026-07-09在统计学、CDA数据分析、机器学习与商业数据研究中,正态分布是最基础、最重要的数据分布形态。绝大多数参数检验、数据建模、指 ...
2026-07-09 很多分析师在设计标签时思路清晰,但真到落地环节却面临“数据在手,不知如何转化为可用标签”的困境:或因加工方式选择不当 ...
2026-07-09【核心关键词】采购、周期、原材料、企业、产品、成本、要素、库存、供应商、数据分析、生产计划、生产制造、加工制造、技术工 ...
2026-07-08在数据分析、特征工程、机器学习建模的工作流程中,原始数据往往包含多个不同维度的数值指标,例如客户交易数据中的消费金额、交 ...
2026-07-08 很多分析师每天和数据打交道,但当被问到“标签是什么”“标签和指标有什么区别”“标签体系如何设计”时,却常常答不上来。 ...
2026-07-08商业谈判是企业采购合作、渠道签约、价格议价、项目合作、客户签约的核心关键环节,直接决定企业的合作成本、利润空间与经营风险 ...
2026-07-07在数据分析、业务效果验证、AB 测试、学术研究等场景中,T 检验是假设检验体系里最基础、应用最广泛的统计方法,也是均值差异分 ...
2026-07-07 很多数据分析师每天都在写SQL,但当被问到“数据查询语言(DQL)的本质是什么”“SELECT语句中各子句的书写顺序与实际执行顺 ...
2026-07-07【核心关键词】转化率、企业、策略、岗位、互联网、拆分、产品、运营、分析师、指标体系、数据分析、用户画像、数据诊断、产品 ...
2026-07-06在数据分析工作中,文本数据处理是高频刚需场景,用户评论、客服工单、日志信息、调研问卷、商品文案等数据都包含大量文本内容。 ...
2026-07-06 很多数据分析师写过无数个SELECT查询,但当被问到“如何新建一张表来固化中间数据”“创建视图和创建物理表有什么区别”“视 ...
2026-07-06在 CDA 数据分析师能力体系中,透视分析是数据探索、多维度汇总、业务复盘的核心基础技能。无论是 Excel 数据透视表,还是 Power ...
2026-07-03在市场竞争日趋激烈、获客成本持续攀升的当下,企业粗放式的“广撒网”获客模式早已无法适配经营需求。企业经营的核心逻辑,已经 ...
2026-07-03 很多数据分析师精通Excel函数和数据透视表,但当被问到“数据从哪里来”“表和视图有什么区别”“数据库管理系统和SQL是什么 ...
2026-07-03【核心关键词】运营、企业、核心、客户、新技术、数字化运营、数据分析、传统企业、人工录入、生产系统、技术人员、数据安全、 ...
2026-07-02在产品开发、项目立项、业务拓展、运营优化的工作中,市场调查、竞品分析、需求调研是三大核心基础工作。很多从业者容易将三者混 ...
2026-07-02