Сортировка данных в языке Python: алгоритмы и практические примеры

Как реализовать простую сортировку для небольших списков? (Пузырьковая сортировка)

Пузырьковая сортировка многократно проходит по списку, меняя соседние элементы, если они стоят в неправильном порядке. Процесс повторяется, пока не будет выполнена полная сортировка.

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        swapped = False
        for j in range(0, n - i - 1):
            if arr[j] > arr[j + 1]:
                arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]
                swapped = True
        if not swapped:
            break
    return arr

sample = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
print(bubble_sort(sample))  # [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]

сортировка python примеры (примеры сортировки в python)

Как отсортировать почти отсортированный список? (Сортировка вставками)

Сортировка вставками строит итоговый массив, последовательно вставляя каждый элемент на правильную позицию среди уже отсортированных элементов.

def insertion_sort(arr):
    for i in range(1, len(arr)):
        key = arr[i]
        j = i - 1
        while j >= 0 and arr[j] > key:
            arr[j + 1] = arr[j]
            j -= 1
        arr[j + 1] = key
    return arr

data = [12, 11, 13, 5, 6]
print(insertion_sort(data))  # [5, 6, 11, 12, 13]

быстрая сортировка python (реализация быстрой сортировки на python)

Как отсортировать список с минимальным количеством обменов? (Сортировка выбором)

Сортировка выбором на каждом шаге находит минимальный элемент среди оставшихся и меняет его с текущим элементом.

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        min_idx = i
        for j in range(i + 1, n):
            if arr[j] < arr[min_idx]:
                min_idx = j
        arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]
    return arr

values = [29, 10, 14, 37, 13]
print(selection_sort(values))  # [10, 13, 14, 29, 37]

сортировка выбором python (сортировка выбором в python)

Как реализовать быструю сортировку с произвольным выбором опорного элемента?

Быстрая сортировка (Quick Sort) выбирает опорный элемент, разделяет массив на элементы меньше и больше опорного, рекурсивно сортирует части.

def quick_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[len(arr) // 2]
    left = [x for x in arr if x < pivot]
    middle = [x for x in arr if x == pivot]
    right = [x for x in arr if x > pivot]
    return quick_sort(left) + middle + quick_sort(right)

print(quick_sort([3, 6, 8, 10, 1, 2, 1]))  # [1, 1, 2, 3, 6, 8, 10]

сортировка данных python (сортировка данных в python)

Как реализовать стабильную сортировку с гарантированной O(n log n)?

Сортировка слиянием (Merge Sort) делит массив пополам, рекурсивно сортирует каждую половину и объединяет их.

def merge_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    mid = len(arr) // 2
    left = merge_sort(arr[:mid])
    right = merge_sort(arr[mid:])
    return merge(left, right)

def merge(left, right):
    result = []
    i = j = 0
    while i < len(left) and j < len(right):
        if left[i] <= right[j]:
            result.append(left[i])
            i += 1
        else:
            result.append(right[j])
            j += 1
    result.extend(left[i:])
    result.extend(right[j:])
    return result

data = [38, 27, 43, 3, 9, 82, 10]
print(merge_sort(data))  # [3, 9, 10, 27, 38, 43, 82]

Как отсортировать целые числа за линейное время? (Сортировка подсчетом)

Сортировка подсчетом (Counting Sort) работает для целых чисел в известном диапазоне. Создается массив счетчиков, затем восстанавливается отсортированная последовательность.

def counting_sort(arr, max_val):
    count = [0] * (max_val + 1)
    for num in arr:
        count[num] += 1
    result = []
    for num, cnt in enumerate(count):
        result.extend([num] * cnt)
    return result

nums = [4, 2, 2, 8, 3, 3, 1]
print(counting_sort(nums, 8))  # [1, 2, 2, 3, 3, 4, 8]