python 快速排序

二月雪發表於2024-10-31

演算法原理:

快速排序使用分治法(Divide and conquer)策略來把一個序列(list)分為較小和較大的2個子序列,然後遞迴地排序兩個子序列。

步驟為:

挑選基準值:從數列中挑出一個元素,稱為"基準"(pivot);
分割:重新排序數列,所有比基準值小的元素擺放在基準前面,所有比基準值大的元素擺在基準後面(與基準值相等的數可以到任何一邊)。在這個分割結束之後,對基準值的排序就已經完成;
遞迴排序子序列:遞迴地將小於基準值元素的子序列和大於基準值元素的子序列排序。
遞迴到最底部的判斷條件是數列的大小是零或一,此時該數列顯然已經有序。

公共例項方法:

def partition(arr, low, high, reverse=False):
    i = (low - 1)  # 最小元素索引
    pivot = arr[high]  # 基準值

    for j in range(low, high):

        # 已基準值 pivot 對陣列物件進行位置排序
        if (not reverse and arr[j] <= pivot) or (reverse and arr[j] > pivot):
            i = i + 1
            arr[i], arr[j] = arr[j], arr[i]

    arr[i + 1], arr[high] = arr[high], arr[i + 1]
    return (i + 1)


# 快速排序函式
def quickSort(arr, low=None, high=None, reverse=False):
    """
    :param arr: 排序陣列
    :param low: 起始索引
    :param high: 結束索引
    :param reverse: 是否反向(倒敘/遞減)排序
    :return:
    """
    if low is None:
        low = 0
    if high is None:
        high = len(arr) - 1
    if low < high:
        pi = partition(arr, low, high, reverse)
        
        quickSort(arr, low, pi - 1, reverse)  # 遞迴
        quickSort(arr, pi + 1, high, reverse)


if __name__ == '__main__':
    _list = [23, 12, 5, 31, 17, 21]
    quickSort(_list, reverse=False)
    print(_list)

完成

參考內容:Python 快速排序
(以上內容參考來自菜鳥教程,並基於其內容實現正向或反向排序)

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