Python中reverse、sort、sorted方法实现排序例子

reverse()方法

将列表中元素反转排序,比如下面这样

>>> x = [1,5,2,3,4]
>>> x.reverse()
>>> x
[4, 3, 2, 5, 1]
reverse列表反转排序:是把原列表中的元素顺序从左至右的重新存放,而不会对列表中的参数进行排序整理。如果需要对列表中的参数进行整理,就需要用到列表的另一种排序方式sort正序排序。

sort()排序方法

此函数方法对列表内容进行正向排序,排序后的新列表会覆盖原列表(id不变),也就是sort排序方法是直接修改原列表list排序方法。

>>> a = [5,7,6,3,4,1,2]
>>> a.sort()
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

许多python初学者,对sort()方法比较糊涂。有的时候会需要一个排序好的列表,而又想保存原有未排序列表,他们会这么操作:

>>> a = [5,7,6,3,4,1,2]
>>> b = a.sort()
>>> print b
None
这个时候问题出现了,变量b得到的是一个空值。那么想要得到排序好的列表,又想保留原列表怎么办呢?列表sorted()方法可以帮你实

sorted()方法

即可以保留原列表,又能得到已经排序好的列表sorted()操作方法如下:

>>> a = [5,7,6,3,4,1,2]
>>> b = sorted(a)
>>> a
[5, 7, 6, 3, 4, 1, 2]
>>> b
[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7]

sorted()方法可以用在任何数据类型的序列中,返回的总是一个列表形式:

>>> sorted('iplaypython.com')
['.', 'a', 'c', 'h', 'i', 'l', 'm', 'n', 'o', 'o', 'p', 'p', 't', 'y', 'y']
三者的区别
sort()是可变对象(字典、列表)的方法,无参数,无返回值,sort()会改变可变对象,因此无需返回值。sort()方法是可变对象独有的方法或者属性,而作为不可变对象如元组、字符串是不具有这些方法的,如果调用将会返回一个异常。

>>> a=[5,4,3,2,1]
>>> a.sort()
>>>
>>> a
[1, 2, 3, 4, 5]

sorted()是python的内置函数,并不是可变对象(列表、字典)的特有方法,sorted()函数需要一个参数(参数可以是列表、字典、元组、字符串),无论传递什么参数,都将返回一个以列表为容器的返回值,如果是字典将返回键的列表。

>>> mystring="54321"
>>> mytuple=(5,4,3,2,1)
>>> mylist=[5,4,3,2,1]
>>> sorted(mystring)
['1', '2', '3', '4', '5']
>>> sorted(mytuple)
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> sorted(mylist)
[1, 2, 3, 4, 5]

reverse()与sort的使用方式一样,而reversed()与sorted()的使用方式相同

>>> mylist=[5,4,3,2,1]
>>> mylist.reverse()
>>> mylist
[1, 2, 3, 4, 5]
>>> mylist=[5,4,3,2,1]
>>> for i in reversed(mylist):
...   print i,
...
1 2 3 4 5

通过序列的切片也可以达到“逆转”的效果

>>> mystring="54321"
>>> mytuple=(5,4,3,2,1)
>>> mylist=[5,4,3,2,1]
>>> mystring[::-1]
'12345'
>>> mytuple[::-1]
(1, 2, 3, 4, 5)
>>> mylist[::-1]
[1, 2, 3, 4, 5]

 

总结了一下常见集中排序的算法

归并排序

归并排序也称合并排序,是分治法的典型应用。分治思想是将每个问题分解成个个小问题,将每个小问题解决,然后合并。
具体的归并排序就是,将一组无序数按n/2递归分解成只有一个元素的子项,一个元素就是已经排好序的了。然后将这些有序的子元素进行合并。
合并的过程就是 对 两个已经排好序的子序列,先选取两个子序列中最小的元素进行比较,选取两个元素中最小的那个子序列并将其从子序列中
去掉添加到最终的结果集中,直到两个子序列归并完成。

代码如下:

#!/usr/bin/python 
import sys 
  
def merge(nums, first, middle, last): 
    ''''' merge ''' 
    # 切片边界,左闭右开并且是了0为开始 
    lnums = nums[first:middle+1]  
    rnums = nums[middle+1:last+1] 
    lnums.append(sys.maxint) 
    rnums.append(sys.maxint) 
    l = 0 
    r = 0 
    for i in range(first, last+1): 
        if lnums[l] < rnums[r]: 
            nums[i] = lnums[l] 
            l+=1 
        else: 
            nums[i] = rnums[r] 
            r+=1 
def merge_sort(nums, first, last): 
    ''''' merge sort
    merge_sort函数中传递的是下标,不是元素个数
    ''' 
    if first < last: 
        middle = (first + last)/2 
        merge_sort(nums, first, middle) 
        merge_sort(nums, middle+1, last) 
        merge(nums, first, middle,last) 
  
if __name__ == '__main__': 
    nums = [10,8,4,-1,2,6,7,3] 
    print 'nums is:', nums 
    merge_sort(nums, 0, 7) 
    print 'merge sort:', nums

稳定,时间复杂度 O(nlog n)

插入排序

#!/usr/bin/python 
import sys 
  
def insert_sort(a): 
    ''''' 插入排序
    有一个已经有序的数据序列,要求在这个已经排好的数据序列中插入一个数,
    但要求插入后此数据序列仍然有序。刚开始 一个元素显然有序,然后插入一
    个元素到适当位置,然后再插入第三个元素,依次类推
    ''' 
    a_len = len(a) 
    if a_len = 0 and a[j] > key: 
            a[j+1] = a[j] 
            j-=1 
        a[j+1] = key 
    return a 
  
if __name__ == '__main__': 
    nums = [10,8,4,-1,2,6,7,3] 
    print 'nums is:', nums 
    insert_sort(nums) 
    print 'insert sort:', nums

稳定,时间复杂度 O(n^2)

交换两个元素的值python中你可以这么写:a, b = b, a,其实这是因为赋值符号的左右两边都是元组
(这里需要强调的是,在python中,元组其实是由逗号“,”来界定的,而不是括号)。
选择排序

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到
排序序列的起始位置,然后,再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。以此类推,直到所
有元素均排序完毕。

import sys 
def select_sort(a): 
    ''''' 选择排序 
    每一趟从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,
    顺序放在已排好序的数列的最后,直到全部待排序的数据元素排完。
    选择排序是不稳定的排序方法。
    ''' 
    a_len=len(a) 
    for i in range(a_len):#在0-n-1上依次选择相应大小的元素  
        min_index = i#记录最小元素的下标  
        for j in range(i+1, a_len):#查找最小值 
            if(a[j]<a[min_index]): 
                min_index=j 
        if min_index != i:#找到最小元素进行交换 
            a[i],a[min_index] = a[min_index],a[i] 
  
if __name__ == '__main__': 
    A = [10, -3, 5, 7, 1, 3, 7]   
    print 'Before sort:',A   
    select_sort(A)   
    print 'After sort:',A
不稳定,时间复杂度 O(n^2)

希尔排序

希尔排序,也称递减增量排序算法,希尔排序是非稳定排序算法。该方法又称缩小增量排序,因DL.Shell于1959年提出而得名。
先取一个小于n的整数d1作为第一个增量,把文件的全部记录分成d1个组。所有距离为d1的倍数的记录放在同一个组中。先在各组内进行排序;
然后,取第二个增量d2<d1重复上述的分组和排序,直至所取的增量dt=1(dt<dt-l<…<d2<d1),即所有记录放在同一组中进行直接插入排序为止。

import sys 
def shell_sort(a): 
    ''''' shell排序 
    ''' 
    a_len=len(a) 
    gap=a_len/2#增量 
    while gap>0: 
        for i in range(a_len):#对同一个组进行选择排序 
            m=i 
            j=i+1 
            while j<a_len: 
                if a[j]<a[m]: 
                    m=j 
                j+=gap#j增加gap 
            if m!=i: 
                a[m],a[i]=a[i],a[m] 
        gap/=2 
  
if __name__ == '__main__': 
    A = [10, -3, 5, 7, 1, 3, 7]   
    print 'Before sort:',A   
    shell_sort(A)   
    print 'After sort:',A
不稳定,时间复杂度 平均时间 O(nlogn) 最差时间O(n^s)1<s<2
堆排序 ( Heap Sort )
"堆”的定义:在起始索引为 0 的“堆”中:
节点 i 的右子节点在位置 2 * i + 24) 节点 i 的父节点在位置 floor( (i - 1) / 2 )   : 注 floor 表示“取整”操作
 堆的特性:
 每个节点的键值一定总是大于(或小于)它的父节点
“最大堆”:
“堆”的根节点保存的是键值最大的节点。即“堆”中每个节点的键值都总是大于它的子节点。
 上移,下移 :
当某节点的键值大于它的父节点时,这时我们就要进行“上移”操作,即我们把该节点移动到它的父节点的位置,
而让它的父节点到它的位置上,然后我们继续判断该节点,直到该节点不再大于它的父节点为止才停止“上移”。
现在我们再来了解一下“下移”操作。当我们把某节点的键值改小了之后,我们就要对其进行“下移”操作。
方法:
我们首先建立一个最大堆(时间复杂度O(n)),然后每次我们只需要把根节点与最后一个位置的节点交换,然后把最后一个位置排除之外,然后把交换后根节点的堆进行调整(时间复杂度 O(lgn) ),即对根节点进行“下移”操作即可。 堆排序的总的时间复杂度为O(nlgn).
代码如下:

#!/usr/bin env python 
  
# 数组编号从 0开始 
def left(i): 
    return 2*i +1 
def right(i): 
    return 2*i+2 
  
#保持最大堆性质 使以i为根的子树成为最大堆 
def max_heapify(A, i, heap_size): 
    if heap_size <= 0: 
        return  
    l = left(i) 
    r = right(i) 
    largest = i # 选出子节点中较大的节点 
    if l  A[largest]: 
        largest = l 
    if r  A[largest]: 
        largest = r 
    if i != largest :#说明当前节点不是最大的,下移 
        A[i], A[largest] = A[largest], A[i] #交换 
        max_heapify(A, largest, heap_size)#继续追踪下移的点 
    #print A 
# 建堆   
def bulid_max_heap(A): 
    heap_size = len(A) 
    if heap_size >1: 
        node = heap_size/2 -1 
        while node >= 0: 
           max_heapify(A, node, heap_size) 
           node -=1 
  
# 堆排序 下标从0开始 
def heap_sort(A): 
    bulid_max_heap(A) 
    heap_size = len(A) 
    i = heap_size - 1  
    while i > 0 : 
        A[0],A[i] = A[i], A[0] # 堆中的最大值存入数组适当的位置,并且进行交换 
        heap_size -=1 # heap 大小 递减 1 
        i -= 1 # 存放堆中最大值的下标递减 1 
        max_heapify(A, 0, heap_size) 
  
if __name__ == '__main__' : 
  
    A = [10, -3, 5, 7, 1, 3, 7] 
    print 'Before sort:',A 
    heap_sort(A) 
    print 'After sort:',A
不稳定,时间复杂度 O(nlog n)
快速排序
快速排序算法和合并排序算法一样,也是基于分治模式。对子数组A[p...r]快速排序的分治过程的三个步骤为:
分解:把数组A[p...r]分为A[p...q-1]与A[q+1...r]两部分,其中A[p...q-1]中的每个元素都小于等于A[q]而A[q+1...r]中的每个元素都大于等于A[q];
解决:通过递归调用快速排序,对子数组A[p...q-1]和A[q+1...r]进行排序;
合并:因为两个子数组是就地排序的,所以不需要额外的操作。
对于划分partition 每一轮迭代的开始,x=A[r], 对于任何数组下标k,有:
1) 如果p≤k≤i,则A[k]≤x。
2) 如果i+1≤k≤j-1,则A[k]>x。
3) 如果k=r,则A[k]=x。
代码如下:

#!/usr/bin/env python 
# 快速排序 
'''''
划分 使满足 以A[r]为基准对数组进行一个划分,比A[r]小的放在左边,
   比A[r]大的放在右边
快速排序的分治partition过程有两种方法,
一种是上面所述的两个指针索引一前一后逐步向后扫描的方法,
另一种方法是两个指针从首位向中间扫描的方法。
''' 
#p,r 是数组A的下标 
def partition1(A, p ,r): 
    '''''
      方法一,两个指针索引一前一后逐步向后扫描的方法
    ''' 
    x = A[r] 
    i = p-1 
    j = p 
    while j < r: 
        if A[j] < x: 
            i +=1 
            A[i], A[j] = A[j], A[i] 
        j += 1 
    A[i+1], A[r] = A[r], A[i+1] 
    return i+1 
  
def partition2(A, p, r): 
    '''''
    两个指针从首尾向中间扫描的方法
    ''' 
    i = p 
    j = r 
    x = A[p] 
    while i = x and i < j: 
            j -=1 
        A[i] = A[j] 
        while A[i]<=x and i < j: 
            i +=1 
        A[j] = A[i] 
    A[i] = x 
    return i 
  
# quick sort 
def quick_sort(A, p, r): 
    '''''
        快速排序的最差时间复杂度为O(n2),平时时间复杂度为O(nlgn)
    ''' 
    if p < r: 
        q = partition2(A, p, r) 
        quick_sort(A, p, q-1) 
        quick_sort(A, q+1, r) 
  
if __name__ == '__main__': 
  
    A = [5,-4,6,3,7,11,1,2] 
    print 'Before sort:',A 
    quick_sort(A, 0, 7) 
    print 'After sort:',A
不稳定,时间复杂度 最理想 O(nlogn)最差时间O(n^2)
说下python中的序列:
列表、元组和字符串都是序列,但是序列是什么,它们为什么如此特别呢?序列的两个主要特点是索引操作符和切片操作符。索引操作符让我们可以从序列中抓取一个特定项目。切片操作符让我们能够获取序列的一个切片,即一部分序列,如:a = ['aa','bb','cc'], print a[0] 为索引操作,print a[0:2]为切片操作。

时间: 2024-09-20 05:19:26

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