编程内功基础之排序算法(二)选择排序

生活中,最使人疲惫的往往不是道路的遥远,而是心中的郁闷;最使人痛苦的往往不是生活的不幸,而是希望的破灭;最使人颓废的往往不是前途的坎坷,而是自信的丧失;最使人绝望的往往不是挫折的打击,而是心灵的死亡。所以我们要有自己的梦想,让梦想的星光指引着我们走出落漠,走出惆怅,带着我们走进自己的理想。

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一、 算法简介

选择排序是一种简单直观的排序算法,无论什么数据进去都是 O(n²) 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。

二、算法步骤

  1. 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
  2. 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。
  3. 重复第二步,直到所有元素均排序完毕。

三、算法动态图

SelectSort

四、代码实现

  1. C++
void SelectionSort_1(std::vector<int> &arr)
{
    int min;
    for (int i = 0; i < arr.size() - 1; i++)
    {
        min = i;
        for (int j = i + 1; j < arr.size(); j++)
        {
            if (arr[j] < arr[min])
            {
                min = j;
            }
        }
        if (i != min)
        {
            std::swap(arr[i], arr[min]);
        }
    }
}
  1. python
def selectionSort(arr);
	for i in range(len(arr) - 1):
        minIndex = i
        for j in range(i + 1, len(arr));
        	if(arr[j] < arr[minIndex]):
                minIndex = j;
        if i != minIndex;
        	arr[i], arr[minIndex] = arr[minIndex],arr[i]
	return arr
  1. java
public class SelectionSort implements IArraySort{
    
    @Override
    public int[] sort(int[] sourceArray) throws Exception {
        int[] arr = Arrays.copyOf(sourceArray, sourceArray.length);
        
        for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
			int min = i;
            for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) {
                if (arr[j] > arr[min]) {
					min = j;
                }
            }
            if (i != min) {
                int tmp = arr[i];
                arr[i] = arr[min];
                arr[min] = tmp;
            }
        }
    }
    return arr;
    
}
  1. javascript
function selectionSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var minIndex, tmp;
    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for (var j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        tmp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = tmp;
    }
    return arr;
}

五、算法时间复杂度

从选择排序的过程来看,它最大的特点就是交换移动据次数相当少 这样也就节约了相应的时间。分析它的时间复杂度发现,无论最好最差的情况,其比较次数都是一样的多,第 i趟排序需要进行 n-i 次关键字的比较,此时需要比较

i

=

1

n

1

n

i

\sum_{i=1}^{n-1} n-i

i=1n1ni = n-1+n-2n+…+

n

(

n

1

)

2

\frac{n(n-1)}{2}

2n(n1)。而对 交换次教而 ,当最好的时候,交换为0次,最差的时候,也就初始降序时,交换次数为n-1 次,基于最终的排序时间是比较与交换的次数总和 因此,总的时间复杂度依然为 O(n )。应该说,尽管与冒泡排序同为 O(n ), 但简单选择排序的性能 还是要略优于冒泡排序。

参考资料

  1. 一组动画演示选择排序
  2. LeetCode 101:和你一起你轻松刷题(C++)
  3. 大话数据结构
  4. C++数据结构与算法 第四版
  5. B站浙大数据结构

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