Python 算法快速排序-爱站

Python 算法快速排序

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# -*- coding: utf-8 -*-
 
from randomimport randint, shuffle
 
def _partition(seq, p, r):
    """数组划分，伪码如下：
    PARTITION(A, p, r)
    1  x ← A[r] // 作为划分主元
    2  i ← p-1
    3  for j ← p to r-1
    4    do if A[j] <= x
    5         then i ← i + 1 // 前划分区域的索引
    6              exchange A[i] ↔A[j] // 小值交换到前面
    7 exchange A[i+1] ↔A[r] // A[r]交换到前区域结尾
    8 return i + 1
 
    T(n) = θ(n)
    """
    x= seq[r]
    i= p- 1
    for jin range(p, r):
        if seq[j] <= x:
            i+= 1
            seq[i], seq[j]= seq[j], seq[i]
    i+= 1
    seq[i], seq[r]= seq[r], seq[i]
    return i
 
def _quick_sort(seq, p, r):
    """递归调用，伪码如下：
    QUICKSORT(A, p, r)
    1  if p < r
    2    then q ← PARTITION(A, p, r)
    3         QUICKSORT(A, p, q-1)
    4         QUICKSORT(A, q+1, r)
 
    T(n) = θ(n^2)
    """
    if p >= r:
        return
    q= _partition(seq, p, r)
    _quick_sort(seq, p, q- 1)
    _quick_sort(seq, q+ 1, r)
 
def quick_sort(seq):
    """快速排序
    Args:
        seq (Sequence): 一个序列对象。
    """
    _quick_sort(seq,0,len(seq)- 1)
 
 
def _rand_partition(seq, p, r):
    """随机取样交换后再划分，伪码如下：
    RANDOMIZED-PARTITION(A, p, r)
    1  i ← RANDOM(p, r)  // 从A[p..r]中随机选出一个
    2  exchange A[r] ↔ A[i] // A[r]与其交换
    3  return PARTITION(A, p, r)
 
    T(n) = O(n)
    """
    i= randint(p, r)
    seq[r], seq[i]= seq[i], seq[r]
    return _partition(seq, p, r)
 
def _rand_qsort(seq, p, r):
    """随机取样划分方式的递归调用，伪码如下：
    RANDOMIZED-QUICKSORT(A, p, r)
    1  if p < r
    2    then q ← RANDOMIZED-PARTITION(A, p, r)
    3         RANDOMIZED-QUICKSORT(A, p, q-1)
    4         RANDOMIZED-QUICKSORT(A, q+1, r)
 
    T(n) = O(n^2)
    """
    if p >= r:
        return
    q= _rand_partition(seq, p, r)
    _rand_qsort(seq, p, q- 1)
    _rand_qsort(seq, q+ 1, r)
 
def rand_qsort(seq):
    """快速排序（随机化版本）"""
    _rand_qsort(seq,0,len(seq)- 1)
 
 
def qsort(L):
    """快速排序（简易版本）
    更多: Python Cookbook 2nd Edition 第5.11章节
    """
    if not L:return []
    return qsort([xfor xin L[1:]if x < L[0]])+ L[0:1]+ \
           qsort([xfor xin L[1:]if x >= L[0]])
 
if __name__== '__main__':
    import timeit
 
    items= range(10000)
    shuffle(items)
 
    def test_sorted():
        print(items)
        sorted_items= sorted(items)
        print(sorted_items)
 
    def test_quick_sort():
        print(items)
        quick_sort(items)
        print(items)
 
    test_methods= [test_sorted, test_quick_sort]# test_rand_qsort, test_qsort
    for testin test_methods:
        name= test.__name__# test.func_name
        t= timeit.Timer(name+ '()','from __main__ import ' + name)
        print(name+ ' takes time : %f' % t.timeit(1))