一日一技:如何更好地理解归并排序?
在昨天的文章里面,我们已经知道,可以使用 heapq.merge
把两个有序列表合并成新的有序列表。
现在,我们来设计一个排序算法,对列表:[1,4,2,0,4,5,1,-3,-8,188,34]
进行排序。
我们现在先把列表拆分成a列表:[1,4,2,0,4,5]
和b列表 [1,-3,-8,188,34]
。如果我们能够分别让这两个列表各自有序,然后应用昨天的方法,合并一下,最终结果自然就出来了。
那么如何让这两个列表各自有序呢?我们以 [1,4,2,0,4,5]
为例。继续把它拆分为两个列表 [1,4,2]
和 [0,4,5]
。只要这两个列表各自有序,那么合并一下就行了。
我们再来看 [1,4,2]
,如何让它有序呢?我们继续分成两个列表 [1]
和 [4,2]
。显然只有一个元素的列表 [1]
是有序的。
再来看 [4,2]
,继续分成两个列表 [4]
和 [2]
。这两个列表都只有一个元素,所以他们都是有序的。此时对他们进行合并,得到 [2,4]
。
[1]
与 [2,4]
合并,得到 [1,2,4]
。
[1,2,4]
与 [0,4,5]
合并,得到 [0,1,2,4,4,5]
。
[0,1,2,4,4,5]
与 [-8,-3,1,34,188]
合并,得到 [-8,-3,0,1,1,2,4,4,5,34,188]
。
排序完成。
整个过程先拆分再合并,这种排序算法叫做 归并算法
。它的时间复杂度始终是 O(nlogn)
。而我们常常听说的快速排序,只有在最好的情况下时间复杂度才能达到 O(nlogn)
。所以归并排序在时间复杂度这个角度是优于快速排序的。
那么如何使用代码来实现呢?合并的部分请看昨天的文章,今天我们主要描述拆分的逻辑:
import heapq
def sort(target):
if not target:
return []
if len(target) == 1:
return target
left = target[:len(target) // 2]
right = target[len(target)//2 :]
sorted_left = sort(left)
sorted_right = sort(right)
result = heapq.merge(sorted_left, sorted_right)
return result
运行效果如下图所示:
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