快速排序和Python排序算法详解

前言

排序算法是编程中的常见问题。快速排序是一种高效的排序算法，也是 Python 内置的排序函数的基础算法。在这篇文章中，我们将介绍快速排序算法的原理和实现，并分析 Python 中的排序算法。

快速排序

快速排序的基本思路是将一个序列划分为两个子序列，其中一个子序列的每个元素都小于另一个子序列。然后递归地对这两个子序列进行排序，直到整个序列有序。

快速排序的本质是分治，我们需要找到一个基准元素，将序列中所有比它小的元素放到它的左边，所有比它大的元素放到它的右边。然后递归地对左右两个子序列进行排序。

	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)

上面是一个简单的 Python 实现，我们选取中间元素作为基准元素。在实际应用中，我们可以随机选择一个元素作为基准元素，以避免最坏情况（即每次选取的元素都是最大或最小值，导致递归树退化成一条链）。

Python 内置排序算法

Python 内置的排序函数是 TimSort，它是一种结合了归并排序和插入排序的算法。当元素数量比较小的时候使用插入排序，否则使用归并排序。

除了 TimSort，Python 还提供了一个 sorted 函数作为快捷使用。sorted 函数可以对任意的序列进行排序，它的用法如下：

	sorted(iterable, *, key=None, reverse=False)

其中，iterable 表示要排序的序列，key 和 reverse 是可选参数。key 是一个函数，它将用于计算排序关键字，reverse 表示是否进行反向排序。

	a=[3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 5, 3, 5]
	print(sorted(a))  # [1, 1, 2, 3, 3, 4, 5, 5, 5, 6, 9]

总结

快速排序是一种快速高效的排序算法，适用于大规模数据和数据量较小的情况。在实际应用中，我们需要注意避免最坏情况的发生，以保证算法效率。Python 中的排序算法基于 TimSort，它采用归并排序和插入排序相结合的方式，同时还提供了 sorted 函数方便使用。