使用Python實現插入排序算法

本文介紹插入排序算法,核心思想是將元素逐個插入已排序子數組,類似整理撲克牌時的有序插入。基本思路:從數組第二個元素開始,將每個元素視爲待插入元素,與已排序子數組從後往前比較,找到合適位置後插入,確保子數組始終有序。 以Python實現爲例,外層循環遍歷待插入元素(從索引1開始),內層循環通過while比較並後移元素,用臨時變量temp保存當前元素,最終插入到正確位置。代碼爲原地排序,僅用一個臨時變量,空間複雜度O(1)。 時間複雜度:最好情況(數組已排序)O(n),最壞情況(逆序)O(n²);空間複雜度O(1)。適用於小規模數據或基本有序數據,實現簡單且穩定。

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使用Python實現冒泡排序算法

### 冒泡排序:基礎排序算法解析 冒泡排序基於“氣泡上升”原理,核心思想是重複比較相鄰元素,交換錯誤順序的元素,使較大元素逐步“冒泡”到數組末尾,直至整體有序。其工作步驟爲:多輪遍歷數組,每輪比較相鄰元素並交換逆序對,每輪結束後最大未排序元素歸位;若某輪無交換,說明數組已有序,提前終止。 Python實現中,通過外層循環控制排序輪數(最多n-1輪),內層循環比較相鄰元素並交換,用`swapped`標誌優化終止條件。時間複雜度最壞爲O(n²)(完全逆序),最好爲O(n)(已排序,優化後),空間複雜度O(1),且爲穩定排序。 冒泡排序簡單直觀,適合小規模數據,是理解排序思想的基礎。通過其原理與Python代碼實現,可快速掌握相鄰元素比較交換的核心邏輯。

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爲什麼說冒泡排序是‘初學者友好型’排序算法?

冒泡排序被稱爲“初學者友好型”排序算法,因其邏輯直觀、代碼簡單、示例清晰,能幫助初學者快速掌握排序核心思想。 定義:它通過重複比較相鄰元素,將較大元素逐步“冒”到數組末尾,最終實現有序,核心是“比較-交換”循環——外層控制輪數(最多n-1輪),內層遍歷比較相鄰元素並交換,若某輪無交換則提前終止。 初學者友好原因: 1. **邏輯直觀**:類似“排隊調整”,直觀理解兩兩交換與逐步有序; 2. **代碼簡單**:嵌套循環實現,結構清晰(外層輪數、內層比較交換,優化後提前終止); 3. **示例清晰**:如[5,3,8,4,2]的排序過程(每輪冒最大數到末尾),具體步驟易理解; 4. **理解本質**:幫助理解“有序”“交換”“終止條件”等排序核心要素。 雖時間複雜度O(n²)、效率低,但作爲排序啓蒙工具,能讓初學者“先學會走路”,爲後續學習快速排序等算法奠基。

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選擇排序:最簡單排序之一,最少交換實現方法

選擇排序是計算機科學基礎排序算法,因邏輯簡單且交換次數最少,成爲初學者入門首選。其核心思路是將數組分爲已排序和未排序兩部分,每次在未排序部分中找到最小元素,與未排序部分的首元素交換,逐步擴展已排序部分,最終完成排序。例如對數組[64,25,12,22,11],通過多輪尋找最小元素並交換(如第一輪交換11至首,第二輪交換12至第二位等),可實現升序排列。 選擇排序交換次數最少(最多n-1次),時間複雜度爲O(n²)(無論最佳、最壞或平均情況),空間複雜度僅O(1)。其優點是算法簡單、交換成本低、空間需求小;缺點是時間效率低、不穩定排序(相等元素相對順序可能改變),適用於小規模數據排序或對交換次數敏感的場景(如嵌入式系統)。掌握選擇排序有助於理解排序核心思想,爲學習更復雜算法奠定基礎。

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像整理桌面一樣學插入排序:原理與代碼

本文以“整理桌面”類比插入排序,核心思想是將元素逐個插入已排序部分的正確位置。基本步驟爲:初始化第一個元素爲已排序,從第二個元素開始,將其與已排序部分從後向前比較,找到插入位置後移元素,再插入當前元素。 以數組 `[5,3,8,2,4]` 爲例:初始已排序 `[5]`,插入3(移5後)得 `[3,5]`;插入8(直接追加)得 `[3,5,8]`;插入2(依次後移8、5、3,插入開頭)得 `[2,3,5,8]`;插入4(後移8、5,插入3後)完成排序。 代碼實現(Python)通過雙層循環:外層遍歷待插入元素,內層從後向前比較並後移元素。時間複雜度O(n²),空間複雜度O(1),適用於小規模數據或接近有序數據,是原地排序且無需額外空間。 該排序類比直觀體現“逐個插入”本質,對理解排序邏輯有幫助。

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零基礎學冒泡排序:手把手教學與代碼實現

### 冒泡排序概括 排序是將無序數據按規則重排的過程,冒泡排序是基礎排序算法,核心是通過相鄰元素比較交換,使較大元素逐步“冒泡”至數組末尾。 **核心思路**:每輪從數組起始位置開始,依次比較相鄰元素,若前大後小則交換,每輪結束後最大元素“沉底”,未排序部分長度減1,重複直至所有元素有序。 **步驟**:外層循環控制輪數(共n-1輪,n爲數組長度),內層循環每輪比較相鄰元素並交換,優化點爲若某輪無交換則提前終止。 **複雜度**:時間複雜度最壞O(n²)(完全逆序),最好O(n)(已排序),空間複雜度O(1)(原地排序)。 **特點與適用**:優點是簡單易實現,缺點效率低(O(n²)),適用於數據量小或對效率要求不高的場景(如教學演示)。 通過比較交換思想,冒泡排序爲理解複雜排序算法奠定基礎。

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