使用Python實現歸併排序算法
歸併排序基於分治法,核心分三步:分解(將數組拆分爲左右子數組,直至單元素)、遞歸排序(各子數組遞歸排序)、合併(合併有序子數組爲整體有序數組)。 以數組[3,1,4,2]爲例,分解後遞歸排序各子數組,再合併爲[1,2,3,4]。Python實現含合併函數(按序合併兩個有序子數組)與遞歸排序函數(分解並遞歸調用合併)。 其特點:時間複雜度O(n log n),空間複雜度O(n)(需額外存儲合併結果),爲穩定排序(相等元素相對順序不變)。
閱讀全文使用Python實現堆排序算法
堆排序是利用堆數據結構的高效排序算法,時間複雜度穩定爲O(n log n),空間複雜度O(1),適合大規模數據排序。堆是完全二叉樹,父節點值≥(最大堆)或≤(最小堆)子節點值。數組中堆的索引關係:父節點i的子節點爲2i+1、2i+2,子節點j的父節點爲(j-1)//2。 核心操作包括:1. **Heapify**:調整以i爲根的子樹爲最大堆,遞歸比較子節點並交換;2. **構建最大堆**:從最後非葉子節點(n//2-1)向上調整所有節點,確保整體滿足最大堆性質。 排序流程:先構建最大堆,再反覆交換堆頂(最大值)與堆尾元素,同時調用Heapify調整剩餘元素爲最大堆,最終得到有序數組。堆排序爲原地排序,適用於大數據量場景。
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