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    python快速排序的实现及运行时间比较

    栏目:win服务器问题汇总 时间:2019-12-08 01:16

    快速排序的基本思想:首先选定一个数组中的一个初始值,将数组中比该值小的放在左边,比该值大的放在右边,然后分别对左边的数组进行如上的操作,对右边的数组进行如上的操作。(分治+递归)

    1.利用匿名函数lambda

    匿名函数的基本用法func_name  = lambda x:array,冒号左边的x代表传入的参数,冒号右边的array代表返回值,当然名字是可以自己取的。

    quick_sort = lambda array: \
      array if len(array) <= 1 \
        else quick_sort([item for item in array[1:] if item <= array[0]]) \
           + [array[0]] + \
           quick_sort([item for item in array[1:] if item > array[0]])

    2.将匿名函数拆解封装为函数

    def func2(array):
      if len(array)<=1:
        return array
      tmp = array[0]
      left = [x for x in array[1:] if x<=tmp]
      right = [x for x in array[1:] if x>tmp]
      return func2(left) + [tmp] + func2(right)

    3.网上常见的

    def func2(array,left,right):
      if left>=right:
        return
      low=left
      high=right
      tmp=array[low]
      while left<right:
        while left<right and array[right]>tmp:
          right-=1
        array[left] = array[right]
        while left<right and array[left]<=tmp:
          left+=1
        array[right]=array[left]
      array[right]=tmp
      func2(array,low,left-1)
      func2(array,left+1,high)

    4.算法导论里面的

    def func3(array, l, r):
      if l < r:
        q = partition(array, l, r)
        func3(array, l, q - 1)
        func3(array, q + 1, r)
    def partition(array, l, r):
      x = array[r]
      i = l - 1
      for j in range(l, r):
        if array[j] <= x:
          i += 1
          array[i], array[j] = array[j], array[i]
      array[i + 1], array[r] = array[r], array[i + 1]
      return i + 1

    5.利用栈实现非递归版本

    def func4(array, l, r):
      if l >= r:
        return
      stack = []
      stack.append(l)
      stack.append(r)
      while stack:
        low = stack.pop(0)
        high = stack.pop(0)
        if high - low <= 0:
          continue
        x = array[high]
        i = low - 1
        for j in range(low, high):
          if array[j] <= x:
            i += 1
            array[i], array[j] = array[j], array[i]
        array[i + 1], array[high] = array[high], array[i + 1]
        stack.extend([low, i, i + 2, high])

    6.python内置的

    sorted(array)

    本来是想利用装饰器来测一下每个函数的运行时间的,但是由于快排里面存在递归,使用装饰器会报错,就只好一个个计算了。这里还是贴一下用装饰器计算时间的代码:

    def count_time(func):
      @wraps(func)
      def helper(func,*args,**kwargs):
        start=time()
        result = func(*args,**kwargs)
        end=time()
        print("函数:", func.__name__, "运行时间:", round(end - start, 4), "s")
        return result
      return helper

    这里我们的输入是随机生成的在0-100间的整数,我们测试一下在不同数量下的消耗时间:

    from functools import wraps
    from random import randint
    from time import time
    func1_start =time()
    res = quick_sort(array)
    func1_end =time()
    print("函数:func1 运行时间:", round(func1_end - func1_start, 4), "s")
    func2_start =time()
    func2(array)
    func2_end =time()
    print("函数:func2 运行时间:", round(func2_end - func2_start, 4), "s")
    func3_start =time()
    func3(array,0,len(array)-1)
    func3_end =time()
    print("函数:func3 运行时间:", round(func3_end - func3_start, 4), "s")
    func4_start =time()
    func4(array,0,len(array)-1)
    func4_end =time()
    print("函数:func4 运行时间:", round(func4_end - func4_start, 4), "s")
    func5_start =time()
    func5(array,0,len(array)-1)
    func5_end =time()
    print("函数:func5 运行时间:", round(func5_end - func5_start, 4), "s")
    func6_start =time()
    sorted(array)
    func6_end =time()
    print("函数:func6 运行时间:", round(func6_end - func6_start, 4), "s")