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排序

快速排序

快速排序的平均时间复杂度是O(nlogn)O(nlogn)(最好的情况下的时间复杂度是O(nlongn)O(nlongn)),最坏的情况下,可退化成O(n2)O(n^2)(少见)


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练习

菜单排序

假设你是一家餐厅的老板,你有一份包含所有菜品名称及其价格的列表。你需要编写一个程序来按照价格对这些菜品进行快速排序,以便能够快速找到最贵和最便宜的菜品。

menu = [("牛排", 99), ("沙拉", 49), ("汤", 29), ("甜点", 59)]
quick_sort_menu(menu, 0, len(menu)-1)
print("价格排序后的菜单:", menu)

# 价格排序后的菜单: [('汤', 29), ('沙拉', 49), ('甜点', 59), ('牛排', 99)]

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排序

冒泡排序

冒泡排序的时间复杂度是O(n2)O(n^2)(最好的情况下的时间复杂度是O(n)O(n)),空间复杂度是O(1)O(1)


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排序2

堆排序

  • 排序是通过完全二叉树实现的

  • 堆排序的时间复杂度在所有情况下都是O(nlogn)

  • 不稳定的算法

堆是一种数据结构,它是一种特殊的完全二叉树,如果这个堆是一个大顶堆(最大元素在堆顶),那么每个节点上的元素都应该比它子节点上的元素大,最大的元素在根节点上。

__

编号

从根节点开始,每一层从左到右依次编号。将每个元素放到放到同一数组里


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数据结构--栈

1. 有效的括号(简单)

题目描述: 给定一个只包括 '('')''{''}''['']' 的字符串,判断字符串是否有效。有效字符串需满足:

  • 左括号必须用相同类型的右括号闭合。
  • 左括号必须以正确的顺序闭合。
  • 注意空字符串可被认为是有效字符串。

示例:


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数据结构--队列

队列

遵循先进先出FIFO(first in first out)的原则。在这种结构中,数据被依次添加到队列末端,并从队列的前端移除。类似于结账排队。

操作

队列主要支持以下几种操作

  • Enqueue:将一个元素添加到队列的尾部
  • Dequeue:从队列头部移除一个元素
  • Front:获取头部元素(不移除)
  • IsEmpty:检查队列是否为空
  • Size:返回队列中元素的数量

实现


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数据结构--二叉树

二叉树

  • 根节点
  • 子节点
  • 父节点
  • 叶节点:没有子节点的节点
  • 深度:从根到特定节点的“边”的数量

遍历

  • 前序遍历:先访问跟节点,递归地访问遍历左子树,再同样遍历右子树
  • 中序遍历:先递归地遍历左子树,再访问根节点,最后遍历右子树
  • 后序遍历:先左,再右,后根
class TreeNode:
    def __init__(self, key):
        self.left = None
        self.right = None
        self.val = key

class BinaryTree:
    def __init__(self):
        self.root = None

    def insert(self, key):
        if self.root is None:
            self.root = TreeNode(key)
        else:
            self._insert(self.root, key)

    def _insert(self, root, key):
        if key < root.val:
            if root.left is None:
                root.left = TreeNode(key)
            else:
                self._insert(root.left, key)
        else:
            if root.right is None:
                root.right = TreeNode(key)
            else:
                self._insert(root.right, key)

    def search(self, key):
        return self._search(self.root, key)

    def _search(self, root, key):
        if root is None or root.val == key:
            return root
        if key < root.val:
            return self._search(root.left, key)
        return self._search(root.right, key)

    def inorder(self):
        return self._inorder(self.root, [])

    def _inorder(self, root, result):
        if root:
            self._inorder(root.left, result)
            result.append(root.val)
            self._inorder(root.right, result)
        return result

    def preorder(self):
        return self._preorder(self.root, [])

    def _preorder(self, root, result):
        if root:
            result.append(root.val)
            self._preorder(root.left, result)
            self._preorder(root.right, result)
        return result

    def postorder(self):
        return self._postorder(self.root, [])

    def _postorder(self, root, result):
        if root:
            self._postorder(root.left, result)
            self._postorder(root.right, result)
            result.append(root.val)
        return result

# 示例使用
if __name__ == "__main__":
    tree = BinaryTree()
    elements = [20, 10, 30, 5, 15, 25, 35]
    for elem in elements:
        tree._insert(elem)

    print("Inorder traversal:", tree.inorder())
    print("Preorder traversal:", tree.preorder())
    print("Postorder traversal:", tree.postorder())

    key = 15
    node = tree.search(key)
    if node:
        print(f"Found node with key {key}")
    else:
        print(f"Node with key {key} not found")

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