Сортировка – это фундаментальная операция в информатике, которая предполагает расположение набора элементов в определенном порядке. Это распространенная проблема, возникающая в различных приложениях: от организации данных до оптимизации операций поиска. В этой статье мы рассмотрим несколько алгоритмов сортировки и приведем примеры кода, иллюстрирующие их реализацию. К концу вы получите полное представление о различных методах сортировки и их применении.

1. Пузырьковая сортировка.
   Пузырьковая сортировка – это простой алгоритм сортировки на основе сравнения. Он неоднократно сравнивает соседние элементы и меняет их местами, если они расположены в неправильном порядке. Процесс продолжается до тех пор, пока весь список не будет отсортирован. Вот пример реализации на Python:

def bubble_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n):
        for j in range(0, n-i-1):
            if arr[j] > arr[j+1]:
                arr[j], arr[j+1] = arr[j+1], arr[j]
    return arr

1. Сортировка выбором:
   Сортировка выбором работает путем разделения входного списка на две части: отсортированную часть в начале и неотсортированную часть в конце. Он неоднократно выбирает наименьший элемент из неотсортированной части и заменяет его первым элементом неотсортированной части. Вот пример реализации на Python:

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

1. Сортировка вставками.
   Сортировка вставками создает окончательный отсортированный массив по одному элементу за раз. Он перебирает входной список и постепенно вставляет каждый элемент в правильное положение в отсортированной части. Вот пример реализации на Python:

def insertion_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(1, n):
        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

1. Сортировка слиянием.
   Сортировка слиянием основана на подходе «разделяй и властвуй». Он делит входной список на две половины, рекурсивно сортирует их, а затем объединяет отсортированные половины для получения окончательного отсортированного списка. Вот пример реализации на Python:

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

1. Быстрая сортировка.
   Быстрая сортировка — это еще один алгоритм «разделяй и властвуй», который выбирает элемент в качестве опорного элемента и разбивает массив вокруг опорного элемента. Он рекурсивно сортирует подмассивы до и после поворота. Вот пример реализации на Python:

def quick_sort(arr):
    if len(arr) <= 1:
        return arr
    pivot = arr[len(arr)//2]
    smaller, equal, larger = [], [], []
    for num in arr:
        if num < pivot:
            smaller.append(num)
        elif num == pivot:
            equal.append(num)
        else:
            larger.append(num)
    return quick_sort(smaller) + equal + quick_sort(larger)

Алгоритмы сортировки играют решающую роль в эффективной организации данных. В этой статье мы рассмотрели пять часто используемых методов сортировки: пузырьковая сортировка, сортировка выбором, сортировка вставками, сортировка слиянием и быстрая сортировка. Каждый алгоритм имеет свои сильные и слабые стороны, что делает их пригодными для различных сценариев. Понимая эти методы сортировки и их реализацию кода, вы можете выбрать наиболее подходящий алгоритм на основе размера входных данных, требований к временной сложности и других факторов. Удачной сортировки!