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python快排库函数 python快速排序函数

为什么python内置的sort比自己写的快速排序快100倍?

主要原因,内置函数用C写的。在Python语言内无论如何造不出内置函数的轮子。这也是通常C跟C++语言用户更喜欢造基础算法的轮了的原因。因为C/C++用户真有条件写出匹敌标准库的算法,但很多高级语言不行,不是程序员技术差,是客观条件就根本做不到。

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你比如说Java语言没人造字符串的轮子,C++光一个字符串类就有无数多的实现。是因为C+用户更喜欢写字符串类吗?显然不是,一方面是因为Java语言内没法造出匹敌Java内置标准库算法的轮子,而C++真的可以,另外一个比较惨的原因是C++标准库的字符串功能太弱了,大多数高级语言的字符串类功能都比C+标准库字符串类功能更强。

写C++的时候一大错觉就是我觉着我能比标准库还快,同样的道理放在Python里面也同样适用,不管是Python各种常用package或内建函数,基本上都针对实用场景作了优化,自己手写的算法一般是比不上内建算法效率的,这也是为什么用Python时不鼓励自己造轮子的原因。

回到这个问题,Python内建的sort本质上为C实现的函数,本身执行效率就会比Python快很多,并且会根据不同的数据规模采用不同的排序算法,故效率一般都会优于自己在Python里面手写的排序更何况题主写的是基于递归的quicksort9,额外时间开销大。

因为python内置的sort是用c语言写的,如果你用c语言或者c++写的话肯定是可以做到一样快的至于为什么python计算效率比c语言能慢100倍这个具体的原理我不清楚,不过鉴于知乎上已经有很多大佬解释过这个问题,我就不在这里班门弄斧了

还有底下扯timsort的,快排序是所有比较排序算法里平均性能最优的一族算法,像C++和rust里的unstable_sort都是用的快排序。可能在一些情况下,比如数组几乎有序时,timsort会比快排序快。但是你随便给一个数组,比如像题主那样随机一个一百万大小的数然后排序,timsort是绝对不可能比快排序快的。绝对不可能。快的这100倍和timsort屁关系都没有。

我是C/C++程序员,我可以很负责的告诉你,在用天下现有所有高级语言进行排序的问题上,C要是认了第二,则没人敢认第一。所以,我猜,Python以及好多其他高级语言,都会时不时直接上C语言写的静态库和动态库。我自己也造了不少轮子,有部分是因为刚刚起步,对系统API和函数库不熟悉,找不到适合的,所以自己造轮子,后来发现了有更好的,我把我写的抛弃了。但这里也不排除有一部分是因为我个人觉得还有优化的空间,所以自己用C语言重新造了一个轮子,这样效率比现成的更优。

所以说,要论高级语言的鼻祖,还真非C莫属,从执行效率上讲,别说python,JAVA,C#,VB,甚至C的亲儿子C++,在同一个程序员手中,都没法与C抗衡,所以说,这些语言都是排着队等着被C吊打的,也正因为如此,所以,像python这类高级语言,有自带函数可用的,最好别想着自己重新造轮子,因为你不可能造出比自带函数更快的轮子。

内置库函数都是用C实现的,肯定要比手写的Python程序执行效率更高,此外内置排序Timsort相比本科课程上学的时间复杂度为Onlogn的排序算法做了很多常数优化,所以对于普通人而言,不要希望纯手写出来的东西效率能和标准库相当了。另外,题主写的排序是过不了LeetCode上的裸排序题目的,随机选取pivot对于快速排序是最基本的优化虽然题主排的是随机数,现在这么选肯定不是效率低的主要原因。

所以说了,py几乎得把自己的循环体拆了,这就是py和c/c++的性能差距,必须尽量用内置函数和numpy来处理数据,一旦手写循环体。,那你就得知道这可能得慢百倍,像用opency的py版时你不小心写个双循环来处理数据,那酸爽,而cppc#搞opencv就能随意用指针来写循环,这也是为啥他们其实不需要numpy这种组件,自身就有足够的性能和灵活度来处理这个。

Cpp内置的排序是快排和堆排的结合,最坏时间复杂度为nlogn,而快排最坏是n2。至于python内部的排序,我认为是一个道理,不会简简单单是一个快排,举个简单例子,当你数据已经是有序的时候,再传入快排肯定就不合适。那你设置排序函数的时候,是不是预先将他打乱,再进行快排会更好呢。当然具体不会这么简单,只是我认为官方给的接口都是很精妙的,很值得学习。

一方面Python中sort函数是用C语言写的,C++内部的sort是由快排,直接插入和堆排序混合的,当数据量比较大的时候先用的快排,当数据量小的时候用直接插入,因为当数据量变小时,快排中的每个部分基本有序,接近直接插入的最好情况的时间复杂度O(n),就比快排要好一点了。

另外一方面这个的底层实现就是归并排序。,只是使用了Python无法编写的底层实现,从而避免了Python本身附加的大量开销,速度比我们自己写的归并排序要快很多,所以说我们一般排序都尽量使用sorted和sort。

python 内置排序函数使用

python内置关于排序的工具主要有两个一个是列表自带的 sort() 方法,另外一个是 sorted() 函数。Python 列表内置方法可以直接修改列表。而 sorted() 内置函数从一个可迭代对象(列表,元组等都可以)构建一个新的排序列表。其函数原型分别如下:

对列表进行默认排序

从函数原型来看,可以看到两者都具有两个可选参数,它们都必须指定为关键字参数。

key 指定带有单个参数的函数,用于从 iterable 的每个元素中提取用于比较的键 (例如 key=str.lower)。默认值为 None (直接比较元素)。 key 形参的值应该是个函数(或其他可调用对象),它接受一个参数并返回一个用于排序的键。

假设有其他类型的变量,比如一个自定义的类或者列表中又是一个列表。以官网例子为例有这样一个列表,其元素为元组,

可以用以下方式按照年龄排序

类似的有自定义类

可以用如下方式进行排序

也可以显示定义一个函数,且只有一个参数,返回用于排序的键,比如

总之就是定义一个函数返回一个用于排序的键,可以用lambda函数或者 def 定义都可以。

上面实现的简单函数实际就是实现了返回一个有序结构的第 n 的元素,或者某个类中的某个属性,因此 Python 提供了便利功能,使访问器功能更容易,更快捷。operator 模块有 itemgetter() 、 attrgetter() 函数。分别完成返回第 n 个元素,某个属性功能。上面的排序可以用如下方式进行实现

在python2中,sort有一个 cmp 参数,即用一个函数来自定义比较,在python3中这种方式被取消。为了继承类似的用法,在 Python 3.2 中, functools.cmp_to_key() 函数被添加到标准库中的 functools 模块中。

这种作用先定义如何比较两个变量,以上面的学生列表按照年龄排序为例

这种做法自定义比较函数接收两个形参,返回比较结果(bool),而新式方法接受一个参数,返回的是比较的键。

假设有字典 d = {'b':2, 'a':1,'c':8,'d':4} ,则可以通过以下方式对字典按照键和值进行排序

Python实现的快速排序算法详解

Python实现的快速排序算法详解

本文实例讲述了Python实现的快速排序算法。分享给大家供大家参考,具体如下:

快速排序基本思想是:通过一趟排序将要排序的数据分割成独立的两部分,其中一部分的所有数据都比另外一部分的所有数据都要小,然后再按此方法对这两部分数据分别进行快速排序,整个排序过程可以递归进行,以此达到整个数据变成有序序列。

如序列[6,8,1,4,3,9],选择6作为基准数。从右向左扫描,寻找比基准数小的数字为3,交换6和3的位置,[3,8,1,4,6,9],接着从左向右扫描,寻找比基准数大的数字为8,交换6和8的位置,[3,6,1,4,8,9]。重复上述过程,直到基准数左边的数字都比其小,右边的数字都比其大。然后分别对基准数左边和右边的序列递归进行上述方法。

实现代码如下:

def parttion(v, left, right):

key = v[left]

low = left

high = right

while low high:

while (low high) and (v[high] = key):

high -= 1

v[low] = v[high]

while (low high) and (v[low] = key):

low += 1

v[high] = v[low]

v[low] = key

return low

def quicksort(v, left, right):

if left right:

p = parttion(v, left, right)

quicksort(v, left, p-1)

quicksort(v, p+1, right)

return v

s = [6, 8, 1, 4, 3, 9, 5, 4, 11, 2, 2, 15, 6]

print("before sort:",s)

s1 = quicksort(s, left = 0, right = len(s) - 1)

print("after sort:",s1)

运行结果:

before sort: [6, 8, 1, 4, 3, 9, 5, 4, 11, 2, 2, 15, 6]

after sort: [1, 2, 2, 3, 4, 4, 5, 6, 6, 8, 9, 11, 15]


标题名称:python快排库函数 python快速排序函数
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