贪心算法与冒泡排序

知识点讲解

一个小案例

​ 在讲今天的课程之前，我首先讲一个小案例，大家买过鸡蛋的经历吗？就是去超市买鸡蛋，如果你们会做菜的话肯定买过鸡蛋，或者说你们小时候爸爸妈妈爷爷奶奶要你去买过鸡蛋，几毛钱一个，然后大家猜猜一板鸡蛋多少个？30个，那么现在假设我去超市买10个鸡蛋，超市里面只有一板鸡蛋，从30个里面挑10个鸡蛋，你们是怎么挑的，随性一点人可能直接数十个就走了，但是还有一种人，为了得到最好的结果，他会去挑选那些个头较大的鸡蛋，那么怎么个挑法呢？第一步，先从30个鸡蛋选取最大的一个，然后第二步，从剩下的29个中挑选最大的，一直这样选出十个鸡蛋来，最后选出的10个鸡蛋就是最好的结果吧，

​ 好了，买完了鸡蛋，其实你们已经学会了贪心算法

​ 不过在讲贪心算法之前，我先来带大家简单回顾一下算法的知识好吧

算法

什么是算法，算法就是解决问题的一中思路。算法导论中把它解释成一个工具，一种技术，一个计算过程，但是这里我们简单理解为思路。

我们解决买鸡蛋问题用了两种思路，你可以认为是两种算法-随缘算法和贪心算法，当然这个随缘算法是我发明的，你们随意。

对于算法而言，实现的语言并不重要，重要的是思想。（一定都是用c语言才能解决吗？不一定，其他语言一样能解决这个问题）

算法可以有不同的语言描述实现版本（如C描述、java描述、Python描述等），我们这堂课是在用Python语言进行描述实现。

贪心算法

前面我们通过挑鸡蛋来描述了这个贪心算法，就是我想要买十个鸡蛋，为了得到最好的结果，首先挑选那些个头较大的鸡蛋，第一步，先从30个鸡蛋选取最大的一个，然后第二步，从剩下的29个中挑选最大的，一直这样选出十个鸡蛋来，最后这样选10个鸡蛋就是最好的结果

那么专业的解释是什么呢？我们来看算法导论里面给出的解释：求解最优化问题的算法通常需要经过一系列的步骤，每个步骤都面临多种选择，如果每一步骤都作出当前看起来最佳的选择，然后这样有局部最优得到全局最优的结果。还是这个买鸡蛋的例子好理解。

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那么对应的贪心算法思路是什么样子的呢？

贪心策略

选择当前看上去你认为最好的一个方案----挑选鸡蛋，最大的就是最好的，那么贪心策略就是挑选最大的鸡蛋

局部最优解

根据贪心策略，得到局部最优解，例如第一次的局部最优解就是从30个鸡蛋中挑选最大的鸡蛋，第二次的2局部最优解就是从29个鸡蛋中挑选最大的鸡蛋，等等

全局最优解

将所有的局部最优解合成原问题的一个最优解，每次都是最好的，那么结果就是最好的。

排序

接下来我们用上面的贪心算法去做一个案例！就是将一个列表里的数字从小到大排序

li = [2, 4, 9, 7, 3, 6, 5, 1]
# 那么我们根据这个步骤来实现这个从小到大排序
# 1.贪心策略
# 贪心策略已经很明显了，就是小的数字在前面，大的数字在后面
# 2.局部最优解
# 最后一位的最优解是最大的，然后第七位的最优解是剩下七位为最大的，然后第六位的最优解是剩下六位为最大的。。。
# 3.全局最优解
# 将所有的局部最优解合成原问题的一个最优解，那么我们就能将这个列表排序了

第一步最优解

# 第一步最优解:将9放到最后面
# 遍历-->根据索引取值-->交换
for i in range(len(li)-1):
    if li[i] > li[i+1]:
        li[i], li[i+1] = li[i+1], li[i]


if __name__ == '__main__':
    print(li)

第二步，第三步最优解…

for i in range(len(li)-1):
    if li[i] > li[i+1]:
        li[i], li[i+1] = li[i+1], li[i]


for i in range(len(li)-2):
    if li[i] > li[i+1]:
        li[i], li[i+1] = li[i+1], li[i]

for i in range(len(li)-3):
    if li[i] > li[i+1]:
        li[i], li[i+1] = li[i+1], li[i]


if __name__ == '__main__':
    print(li)

全局最优解

for j in range(1, len(li)):
    for i in range(len(li)-j):
        if li[i] > li[i+1]:
            li[i], li[i+1] = li[i+1], li[i]


if __name__ == '__main__':
    print(li)

好了，完成了，用贪心算法解决排序的问题，代码只有几行

冒泡排序，就是这个

冒泡排序：一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来，最小的元素慢慢浮到列表的顶端；他的思路就是贪心算法的思路