下面是关于“Python 十大经典排序算法实现详解”的完整攻略。
1. 十大经典排序算法
排序算法是计算机科学中最基本的算法之一，是 Python 开发者必须掌握的算法之一。Python 中常见的排序算法包括冒泡排序、选择排序、插入排序、快速排序、归并排序、堆排序、计数排序、桶排序、基数排序和鸽巢排序。下将逐一介绍这些算法的实现方法。
1.1 冒泡排序
冒泡排序算法是一种简单的排序算法，它的基本思想是从数据集合的第一个元素开始逐个比较，前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。在 Python 中，我们可以使用冒泡排序算法来对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现冒泡排序算法：
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]
在这个代码中，我们定义了 bubble_sort() 函数来实现冒泡排序算法。我们首先定义数组的长度 n，然后使用两个嵌套循环来遍历整个数组。在内层循环中，我们比较相邻的两个元素，如果前一个元素大于后一个元素，则交换它们的位置。
下面是一个使用冒泡排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
bubble_sort(arr)
print("Sorted array is:", arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 bubble_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.2 选择排序
选择排序算法是一种简单的算法，它的基本思想是从数据集合中选择最小的元素，然后将其放在第一个位置，接着从剩余的元素中选择最小的元素，放在第二个位置，以此类推。在 Python 中，我们可以使用选择排序算法来对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现选择排序算法：
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]
在这个代码中，我们定义了 selection_sort() 函数来实现选择排序算法。我们首先定义数组的长度 n，然后两个嵌套循环来遍历整个数组。在内层循环中，我们找到未排序部分中最小元素，并将其与未排序部分的第一个元素交换位置。
下面是一个使用选择排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
selection_sort(arr)
print("Sorted array is:", arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 selection_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.3 插入排序
插入排序算法是一种简单的排序算法，它的基本思想是将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中，直到所有元素都插到已排序的部分中。在 Python 中，我们可以使用插入排序算法来对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现插入排序算法：
def insertion_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(1, n):
key = arr[i]
j = i - 1
while j >= 0 and key < arr[j]:
arr[j+1] = arr[j]
j -= 1
arr[j+1] = key
在这个代码中，我们定义了 insertion_sort() 函数来实现插入排序算法。我们首先定义数组的长度 n，然后使用两个嵌套循环来遍历整个数组。在内层循环中，我们将未排序的元素逐个插入到已排序的部分中。
下面是一个使用插入排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
insertion_sort(arr)
print("Sorted array is:", arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 insertion_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.4 快速排序
快速排序算法是一种高效的排序算法，它的基本思想是选择一个基准元素，然后将数组分成两部分，一部分小于基准元素，一部分大于基准元素。然后递归地对两部分进行排序。在 Python 中，我们可以使用快速排序算法对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现快速排序算法：
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)
在这个代码中，我们定义了 quick_sort() 函数来实现快速排序算法。我们首先判断数组的长度是否小于等于 1，如果是，则直接返回数组。否则，我们选择一个基准元素 pivot，然后将数组分成三部分：小于基准元素的部分、等于基准元素的分和大于基准元素的部分。然后递归地对小于和大于基准元素的部分进行排序，最后将三部分合并起来。
下面是一个使用快速排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = quick_sort(arr)
print("Sorted array is:", sorted_arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 quick_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.5 归并排序
归并排序算法是一种高效的排序算法，它的基本思想是将数组分成两部分，递归地对两部分进行排序，然后将两部分合并起来。在 Python 中，我们可以使用归并排序算法来对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现归并排序算法：
def merge_sort(arr):
if len(arr) <=1:
return arr
mid = len(arr) // 2
left = arr[:mid]
right = arr[mid:]
left = merge_sort(left)
right = merge_sort(right)
return merge(left, right)
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 += left[i:]
result += right[j:]
return result
在这个代码中，我们定义了 merge_sort() 函数来实现归并排序算法。我们首先判断数组长度是否小于等于 1，如果是，则直接返回数组。否则，我们选择一个基准元素 pivot，然将数组分成两部分：小于基准元素的部分、等于基准元素的分和大于基准元素的部分。然后递归地对小于和大于基准元素的部分进行排序，最后将三部分合并起来。
下面是一个使用归并排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
sorted_arr = merge_sort(arr)
print("Sorted array is:", sorted_arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 merge_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.6 堆排序
堆排序算法是一种高效的排序算法，它的基本思想是将数组看成一棵完全二叉树，然后将其转换成一个堆。在 Python 中，我们可以使用堆排序算法对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现堆排序算法：
def heapify(arr, n, i):
largest = i l = 2 * i + 1
r = 2 * i + 2
if l < n and arr[i] < arr[l]:
largest = l
if r < n and arr[largest] < arr[r]:
largest = r
if largest != i:
arr[i], arr[largest] = arr[largest], arr[i]
heapify(arr, n, largest)
def heap_sort(arr):
n = len(arr)
for i in range(n // 2 - 1, -1, -1):
heapify(arr, n, i)
for i in range(n-1, 0, -1):
arr[i], arr[0] = arr[0], arr[i]
heapify(arr, i, 0)
在这个代码中，我们定义了 heapify() 函数来实现堆排序算法。我们首先将数组转换成堆，然后将堆中的最大元素与堆的最后一个元素交换位置，然后重新构建堆。重复这个过程直到堆中只剩下一个元素。
下面是一个使用堆排序算法的示例：
arr = [64, 34, 25, 12, 22, 11, 90]
heap_sort(arr)
print("Sorted array is:", arr)
输出：
Sorted array is: [11, 12, 22, 25, 34, 64, 90]
在这个示例中，我们定义了一个包含 7 个元素的数组，并使用 heap_sort() 函数对其进行排序。最终输出排序后的数组。
1.7 计数排序
计数排序算法是一种简单排序算法，它的基本思想是统计数组中每个元素出现的次数，然后根据元素出现的次数将数组。在 Python 中，我们可以使用计数排序算法来对任意数据类型的元素进行排序。
下面使用 Python 实现计数排序算法：
“`python
def counting_sort(arr):
n = len(arr)
output = [0] * n
count [0] * 256
for i in range(n):
count[arr[i]] += 1
for i in range(1, 256):
count[i] += count[i-1]
for i in range(n):
output[count[arr[i]]-1] = arr[i]