【数据结构】排序算法---直接选择排序（动图演示）

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发布于 2024-10-22 08:22:31

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1. 定义

选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理：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。

2. 算法步骤

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。
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。
重复第二步，直到所有元素均排序完毕。

3. 动图演示

4. 性质

稳定性：

由于 swap（交换两个元素）操作的存在，直接选择排序是一种不稳定的排序算法。

空间复杂度：

直接插入排序的空间复杂度为

O(1)

。

时间复杂度：

选择排序的最优时间复杂度、平均时间复杂度和最坏时间复杂度均为

O(n^2)

。

直接选择排序思考非常好理解，但是效率不是很好，所以实际中很少使用

5. 算法分析

无论什么数据进去都是

O(n^2)

的时间复杂度，所以用到它的时候，数据规模越小越好。唯一的好处可能就是不占用额外的内存空间了吧。理论上讲，选择排序可能也是平时排序一般人想到的最多的排序方法了吧。

6. 代码实现

C语言

void swap(int *a,int *b) //交换两个整数
{
    int temp = *a;
    *a = *b;
    *b = temp;
}
void selection_sort(int arr[], int len) 
{
    int i,j;

        for (i = 0 ; i < len - 1 ; i++) 
    {
                int min = i;
                for (j = i + 1; j < len; j++)     //走访未排序的元素
                        if (arr[j] < arr[min])    //找到目前最小值
                                min = j;    //记录最小值
                swap(&arr[min], &arr[i]);    //做交换
        }
}

Python

def selectionSort(arr):
    for i in range(len(arr) - 1):
        # 记录最小数的索引
        minIndex = i
        for j in range(i + 1, len(arr)):
            if arr[j] < arr[minIndex]:
                minIndex = j
        # i 不是最小数时，将 i 和最小数进行交换
        if i != minIndex:
            arr[i], arr[minIndex] = arr[minIndex], arr[i]
    return arr

Java

public class SelectionSort implements IArraySort {

    @Override
    public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
        int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);

        // 总共要经过 N-1 轮比较
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
            int min = i;

            // 每轮需要比较的次数 N-i
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] < arr[min]) {
                    // 记录目前能找到的最小值元素的下标
                    min = j;
                }
            }

            // 将找到的最小值和i位置所在的值进行交换
            if (i != min) {
                int tmp = arr[i];
                arr[i] = arr[min];
                arr[min] = tmp;
            }

        }
        return arr;
    }
}

C++

template<typename T> //整数或浮点数皆可使用，若要使用物件（class）时必须设定大于（>）的运算子功能
void selection_sort(std::vector<T>& arr) {
        for (int i = 0; i < arr.size() - 1; i++) {
                int min = i;
                for (int j = i + 1; j < arr.size(); j++)
                        if (arr[j] < arr[min])
                                min = j;
                std::swap(arr[i], arr[min]);
        }
}

Go

func selectionSort(arr []int) []int {
        length := len(arr)
        for i := 0; i < length-1; i++ {
                min := i
                for j := i + 1; j < length; j++ {
                        if arr[min] > arr[j] {
                                min = j
                        }
                }
                arr[i], arr[min] = arr[min], arr[i]
        }
        return arr
}