数据结构与算法（三）：排序与搜索

一、引言排序和搜索是计算机科学中最基础、最核心的算法问题。可以说，排序是组织数据的艺术，搜索是查找数据的科学。无论是数据库查询、文件检索、推荐系统，还是人工智能中的路径规划，背后都离不开高效的排序与搜索算法。在之前的文章中，我们学习了栈、队列、链表、树等数据结构。现在，我们将这些结构作为工具，来探讨如何对数据进行高效的组织和查找。本文将从最简单的排序算法开始，逐步深入到更高效的算法，并分析它们的时间复杂度、空间复杂度以及适用场景。同时，我们也会详细讲解几种经典的搜索算法，包括线性搜索、二分搜索以及基于哈希的搜索。本文将是干货满满的一篇，包含大量可运行的 Python 代码示例。无论你是准备面试，还是想夯实算法基础，这篇文章都会为你提供全面的指导。让我们开始排序与搜索的旅程吧！二、排序算法排序算法是将一组元素按特定顺序（升序或降序）排列的过程。排序算法通常分为两类：比较排序（基于元素之间的比较）和非比较排序（利用元素本身的特性）。我们重点介绍几种经典的比较排序算法。2.1 冒泡排序（Bubble Sort）冒泡排序是最简单的排序算法之一。它重复地遍历要排序的序列，依次比较相邻的两个元素，如果顺序错误就交换。每轮遍历都会将最大的元素「冒泡」到序列末尾。时间复杂度：最坏 O(n²)，最好 O(n)（优化后），平均 O(n²)。空间复杂度：O(1)，原地排序。