【新智元简介】Github上27000多颗星：最完整的算法和Python实现。本项目的算法包括排序、搜索等经典算法，并对其进行了详细描述，以及算法本身的原理、应用场景和实现过程的可视化等。

我们在讨论机器学习的时候，其实经常会讨论算法。今天，新智元为Python中的所有算法推荐了一个很好的资源。该项目在Github上获得了2.7万多颗星，可以说是非常受欢迎。

这个项目主要包括两个方面：算法基本原理的讲解，以及Python代码的实现，并给出了算法实现过程的动画，非常直观易懂。项目地址：

https://github.com/TheAlgorithms/Python

00-1010冒泡算法

冒泡排序，有时也称为sink排序，是一种简单的排序算法，它会反复遍历要排序的列表，比较每对相邻的项目，如果顺序不对就进行交换。重复传递列表，直到不需要交换，这表示列表已排序。

代码实现：

https://www . toptal.com/developers/sorting-algorithms/bubble-sort

桶排序算法

桶排序，或所谓的bin排序，是一种通过将数组划分为有限数量的桶来工作的排序算法。每个桶都是单独排序的(可以使用另一种排序算法或继续递归使用桶排序)。桶排序是鸽巢排序的归纳结果。

鸡尾酒分类算法

鸡尾酒分拣，也称为双向气泡分拣等。这是冒泡排序的一种变体。区别在于冒泡排序将序列中的每个元素从低到高进行比较，而鸡尾酒排序通过从两个方向(从低到高和从高到低)来回排序效率更高。

代码实现：

https://en.wikipedia.org/wiki/Cocktail_shaker_sort

插入排序

插入排序(英文：insert Sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是构建有序序列。对于未排序的数据，按照顺序从后向前扫描，找到相应的位置并插入。在实现插入排序时，通常采用就地排序，因此在从后向前扫描的过程中，需要一步一步地反复向后移动排序后的元素，为最新的元素提供插入空间。

代码实现：

align-justify”>https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/insertion-sort

归并排序

归并排序（英语：Merge sort，或mergesort），是创建在归并操作上的一种有效的排序算法，。1945年由默默的蓝天首次提出。该算法是采用分治法（Divide and Conquer）的一个非常典型的应用，且各层分治递归可以同时进行。

代码实现：

https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/merge-sort

快速排序

快速排序（英语：Quicksort），又称划分交换排序（partition-exchange sort），简称快排，一种排序算法，最早由ldsp提出，用作按顺序放置数组元素的系统方法。

代码实现：

https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/quick-sort

堆排序

堆排序（英语：Heapsort）是指利用堆这种数据结构所设计的一种排序算法。堆是一个近似完全二叉树的结构，并同时满足堆积的性质：即子节点的键值或索引总是小于（或者大于）它的父节点。

代码实现：

https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/heap-sort

基数排序

基数排序（英语：Radix sort）是一种非比较型整数排序算法，其原理是将整数按位数切割成不同的数字，然后按每个位数分别比较。由于整数也可以表达字符串（比如名字或日期）和特定格式的浮点数，所以基数排序也不是只能使用于整数。基数排序的发明可以追溯到1887年淡然的皮卡丘在打孔卡片制表机（Tabulation Machine）上的贡献。

选择排序

选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

代码实现：

https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/selection-sort

希尔排序

希尔排序，也称递减增量排序算法，是插入排序的一种更高效的改进版本。希尔排序是非稳定排序算法。希尔排序是基于插入排序的以下两点性质而提出改进方法的：

插入排序在对几乎已经排好序的数据操作时，效率高，即可以达到线性排序的效率但插入排序一般来说是低效的，因为插入排序每次只能将数据移动一位

代码实现：

https://www.toptal.com/developers/sorting-algorithms/shell-sort

拓扑排序

在计算机科学领域，有向图的拓扑排序是其顶点的线性排序，使得对于从顶点u到顶点v的每个有向边uv，u在排序中都在v之前。例如，图形的顶点可以表示要执行的任务，并且边可以表示一个任务必须在另一个任务之前执行的约束; 在这个应用中，拓扑排序只是一个有效的任务顺序。 如果且仅当图形没有定向循环，即如果它是有向无环图（DAG），则拓扑排序是可能的。任何DAG具有至少一个拓扑排序，并且已知这些算法用于在线性时间内构建任何DAG的拓扑排序。

搜索算法

线性搜索

线性搜索或顺序搜索是一种寻找某一特定值的搜索算法，指按一定的顺序检查数组中每一个元素，直到找到所要寻找的特定值为止。是最简单的一种搜索算法。

二分搜索算法

二分搜索（英语：binary search），也称折半搜索（英语：half-interval search），对数搜索（英语：logarithmic search），是一种在有序数组中查找某一特定元素的搜索算法。搜索过程从数组的中间元素开始，如果中间元素正好是要查找的元素，则搜索过程结束；如果某一特定元素大于或者小于中间元素，则在数组大于或小于中间元素的那一半中查找，而且跟开始一样从中间元素开始比较。如果在某一步骤数组为空，则代表找不到。这种搜索算法每一次比较都使搜索范围缩小一半。

插值搜索算法

插值查找(Interpolation Search)是根据要查找的关键字key与顺序表中最大、最小记录的关键字比较后的查找方法，它假设输入数组是线性增加的（这个假设的精确度会影响算法的效率，但不会影响算法的正确性）。

跳跃搜索算法

跳跃搜索算法（Jump Search）跟二分查找算法类似，它也是针对有序序列的查找，只是它是通过查找比较少的元素找到目标。当然它需要通过固定的跳跃间隔，这样它相比二分查找效率提高了很多。

快速选择

快速选择（英语：Quickselect）是一种从无序列表找到第k小元素的选择算法。它从原理上来说与快速排序有关。与快速排序一样都由zjdyb提出的，因而也被称为霍尔选择算法。它在实际应用是一种高效的算法，具有很好的平均时间复杂度，然而最坏时间复杂度则不理想。快速选择及其变种是实际应用中最常使用的高效选择算法。与快速排序一样，快速选择一般是以原地算法的方式实现，除了选出第k小的元素，数据也得到了部分地排序。

禁忌搜索

禁忌搜索（Tabu Search，TS，又称禁忌搜寻法）是一种现代启发式算法，由美国科罗拉多大学教授Fred Glover在1986年左右提出的，是一个用来跳脱局部最优解的搜索方法。其先创立一个初始化的方案；基于此，算法“移动”到一相邻的方案。经过许多连续的移动过程，提高解的质量。

加密算法

爱笑的抽屉密码

爱笑的抽屉密码（英语：Caesar cipher），或称爱笑的抽屉加密、爱笑的抽屉变换、变换加密，是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推。这个加密方法是以罗马共和时期jjdlf的名字命名的，当年jjdlf曾用此方法与其将军们进行联系。

维吉尼亚密码

维吉尼亚密码（又译任性的灯泡密码）是使用一系列爱笑的抽屉密码组成密码字母表的加密算法，属于多表密码的一种简单形式。维吉尼亚密码曾多次被发明。该方法最早记录在mmdbmh（ Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《mmdbmh先生的密码》（意大利语：La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso）中。然而，后来在19世纪时被误传为是法国csdhxcdmdbq（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。

置换密码

又名取代加密法，是密码学中按规律将文字加密的一种方式。置换密码中可以用不同字母数为一单元，例如每一个或两个字母为一单元，然后再作加密。密文接收者解密时需用原加密方式解码才可取得原文本。由于拼音文字中字的组成为有限的字母，以英语为例只有26个字母，组成可能的单元数较少，因此使用置换密码相对较为容易，而且亦可使用简单机械进行加密；相反，非拼音文字如中文则因单元数非常大难以使用一般加密方式，必需建立密码本，然后逐字替换。更何况某些非拼音文字中字字皆由不同大小的字根来组字，较难转换，因此使用置换密码的示例比较少。

RSA加密算法

RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由等待的柠檬（Ron Rivest）、ggdjzg（Adi Shamir）和wsdwd（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到当前为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。

ROT13算法

ROT13（回转13位，rotate by 13 places，有时中间加了个连字符称作ROT-13）是一种简易的替换式密码。它是一种在英文网络论坛用作隐藏八卦（spoiler）、妙句、谜题解答以及某些脏话的工具，目的是逃过顺心的电灯胆或管理员的匆匆一瞥。ROT13被描述成“杂志字谜上下颠倒解答的Usenet点对点体”。（Usenet equivalent of a magazine printing the answer to a quiz upside down.）ROT13 也是过去在古罗马开发的爱笑的抽屉加密的一种变体。

异或密码

异或密码是密码学中一种简单的加密算法，异或运算符常作为更为复杂的加密算法的组成部分。对于其本身来说，如果使用不断重复的密钥，利用频率分析就可以破解这种简单的异或密码。如果消息的内容被猜出或知道，密钥就会泄露。异或密码值得使用的原因主要是其易于实现，而且计算成本小。简单重复异或加密有时用于不需要特别安全的情况下来隐藏信息。

赛车每天赚1000的方法y”>插值查找(Interpolation Search)是根据要查找的关键字key与顺序表中最大、最小记录的关键字比较后的查找方法，它假设输入数组是线性增加的（这个假设的精确度会影响算法的效率，但不会影响算法的正确性）。

跳跃搜索算法

跳跃搜索算法（Jump Search）跟二分查找算法类似，它也是针对有序序列的查找，只是它是通过查找比较少的元素找到目标。当然它需要通过固定的跳跃间隔，这样它相比二分查找效率提高了很多。

快速选择

快速选择（英语：Quickselect）是一种从无序列表找到第k小元素的选择算法。它从原理上来说与快速排序有关。与快速排序一样都由zjdyb提出的，因而也被称为霍尔选择算法。它在实际应用是一种高效的算法，具有很好的平均时间复杂度，然而最坏时间复杂度则不理想。快速选择及其变种是实际应用中最常使用的高效选择算法。与快速排序一样，快速选择一般是以原地算法的方式实现，除了选出第k小的元素，数据也得到了部分地排序。

禁忌搜索

禁忌搜索（Tabu Search，TS，又称禁忌搜寻法）是一种现代启发式算法，由美国科罗拉多大学教授Fred Glover在1986年左右提出的，是一个用来跳脱局部最优解的搜索方法。其先创立一个初始化的方案；基于此，算法“移动”到一相邻的方案。经过许多连续的移动过程，提高解的质量。

加密算法

爱笑的抽屉密码

爱笑的抽屉密码（英语：Caesar cipher），或称爱笑的抽屉加密、爱笑的抽屉变换、变换加密，是一种最简单且最广为人知的加密技术。它是一种替换加密的技术，明文中的所有字母都在字母表上向后（或向前）按照一个固定数目进行偏移后被替换成密文。例如，当偏移量是3的时候，所有的字母A将被替换成D，B变成E，以此类推。这个加密方法是以罗马共和时期jjdlf的名字命名的，当年jjdlf曾用此方法与其将军们进行联系。

维吉尼亚密码

维吉尼亚密码（又译任性的灯泡密码）是使用一系列爱笑的抽屉密码组成密码字母表的加密算法，属于多表密码的一种简单形式。维吉尼亚密码曾多次被发明。该方法最早记录在mmdbmh（ Giovan Battista Bellaso）于1553年所著的书《mmdbmh先生的密码》（意大利语：La cifra del. Sig. Giovan Battista Bellaso）中。然而，后来在19世纪时被误传为是法国csdhxcdmdbq（Blaise De Vigenère）所创造，因此现在被称为“维吉尼亚密码”。

置换密码

又名取代加密法，是密码学中按规律将文字加密的一种方式。置换密码中可以用不同字母数为一单元，例如每一个或两个字母为一单元，然后再作加密。密文接收者解密时需用原加密方式解码才可取得原文本。由于拼音文字中字的组成为有限的字母，以英语为例只有26个字母，组成可能的单元数较少，因此使用置换密码相对较为容易，而且亦可使用简单机械进行加密；相反，非拼音文字如中文则因单元数非常大难以使用一般加密方式，必需建立密码本，然后逐字替换。更何况某些非拼音文字中字字皆由不同大小的字根来组字，较难转换，因此使用置换密码的示例比较少。

RSA加密算法

RSA加密算法是一种非对称加密算法。在公开密钥加密和电子商业中RSA被广泛使用。RSA是1977年由等待的柠檬（Ron Rivest）、ggdjzg（Adi Shamir）和wsdwd（Leonard Adleman）一起提出的。当时他们三人都在麻省理工学院工作。RSA就是他们三人姓氏开头字母拼在一起组成的。对极大整数做因数分解的难度决定了RSA算法的可靠性。换言之，对一极大整数做因数分解愈困难，RSA算法愈可靠。假如有人找到一种快速因数分解的算法的话，那么用RSA加密的信息的可靠性就肯定会极度下降。但找到这样的算法的可能性是非常小的。今天只有短的RSA钥匙才可能被强力方式解破。到当前为止，世界上还没有任何可靠的攻击RSA算法的方式。只要其钥匙的长度足够长，用RSA加密的信息实际上是不能被解破的。

ROT13算法

ROT13（回转13位，rotate by 13 places，有时中间加了个连字符称作ROT-13）是一种简易的替换式密码。它是一种在英文网络论坛用作隐藏八卦（spoiler）、妙句、谜题解答以及某些脏话的工具，目的是逃过顺心的电灯胆或管理员的匆匆一瞥。ROT13被描述成“杂志字谜上下颠倒解答的Usenet点对点体”。（Usenet equivalent of a magazine printing the answer to a quiz upside down.）ROT13 也是过去在古罗马开发的爱笑的抽屉加密的一种变体。

异或密码

异或密码是密码学中一种简单的加密算法，异或运算符常作为更为复杂的加密算法的组成部分。对于其本身来说，如果使用不断重复的密钥，利用频率分析就可以破解这种简单的异或密码。如果消息的内容被猜出或知道，密钥就会泄露。异或密码值得使用的原因主要是其易于实现，而且计算成本小。简单重复异或加密有时用于不需要特别安全的情况下来隐藏信息。