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选择排序

2021-11-02|来源:|发布者:

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是:第一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小(大)元素,然后放到已排序的序列的末尾。以此类推,直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。

1. 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。

2. 动图演示

选择排序

3. 时间复杂度

选择排序的交换操作介于 0 和 (n - 1)次之间。选择排序的比较操作为 n (n - 1) / 2 次之间。选择排序的赋值操作介于 0 和 3 (n - 1) 次之间。比较次数O(n^2),比较次数与关键字的初始状态无关,总的比较次数N=(n-1)+(n-2)+...+1=n*(n-1)/2。交换次数O(n),最好情况是,已经有序,交换0次;最坏情况交换n-1次,逆序交换n/2次。交换次数比冒泡排序少多了,由于交换所需CPU时间比比较所需的CPU时间多,n值较小时,选择排序比冒泡排序快。

4. 稳定性

选择排序是给每个位置选择当前元素最小的,比如给第一个位置选择最小的,在剩余元素里面给第二个元素选择第二小的,依次类推,直到第n-1个元素,第n个元素不用选择了,因为只剩下它一个最大的元素了。那么,在一趟选择,如果一个元素比当前元素小,而该小的元素又出现在一个和当前元素相等的元素后面,那么交换后稳定性就被破坏了。举个例子,序列5 8 5 2 9,我们知道第一遍选择第1个元素5会和2交换,那么原序列中两个5的相对前后顺序就被破坏了,所以选择排序是一个不稳定的排序算法。

5. 算法实现

选择排序C语言

void swap(int *a,int *b) //交換兩個變數
{
    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++)     //走訪未排序的元素
				if (arr[j] < arr[min])    //找到目前最小值
						min = j;    //紀錄最小值
		swap(&arr[min], &arr[i]);    //做交換
   }
}

选择排序C++

template<typename T> //整數或浮點數皆可使用,若要使用物件(class)時必須設定大於(>)的運算子功能
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]);
        }
}

选择排序PHP

function selectionSort($arr)
{
    $len = count($arr);
    for ($i = 0; $i < $len - 1; $i++) {
        $minIndex = $i;
        for ($j = $i + 1; $j < $len; $j++) {
            if ($arr[$j] < $arr[$minIndex]) {
                $minIndex = $j;
            }
        }
        $temp = $arr[$i];
        $arr[$i] = $arr[$minIndex];
        $arr[$minIndex] = $temp;
    }
    return $arr;
}

选择排序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;
    }
}

选择排序JavaScript

function selectionSort(arr) {
    var len = arr.length;
    var minIndex, temp;
    for (var i = 0; i < len - 1; i++) {
        minIndex = i;
        for (var j = i + 1; j < len; j++) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {     // 寻找最小的数
                minIndex = j;                 // 将最小数的索引保存
            }
        }
        temp = arr[i];
        arr[i] = arr[minIndex];
        arr[minIndex] = temp;
    }
    return arr;
}

选择排序C#语言

static void selection_sort<T>(T[] arr) where T : System.IComparable<T>{//整數或浮點數皆可使用
	int i, j, min, len = arr.Length;
	T temp;
	for (i = 0; i < len - 1; i++) {
			min = i;
			for (j = i + 1; j < len; j++)
					if (arr[min].CompareTo(arr[j]) > 0)
							min = j;
			temp = arr[min];
			arr[min] = arr[i];
			arr[i] = temp;
	}
}

选择排序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

选择排序Swift

import Foundation
/// 选择排序
///
/// - Parameter list: 需要排序的数组
func selectionSort(_ list: inout [Int]) -> Void {
    for j in 0..<list.count - 1 {
        var minIndex = j
        for i in j..<list.count {
            if list[minIndex] > list[i] {
                minIndex = i
            }
        }
        list.swapAt(j, minIndex)
    }
}

选择排序Kotlin

class SelectionSort {
    /**
    * 拓展IntArray为他提供数据两个数交换位置的方法
    * @param i 第一个数的下标
    * @param j 第二个数的下标
    */
    fun IntArray.swap(i:Int,j:Int){
        var temp=this[i]
        this[i]=this[j]
        this[j]=temp
    }
    fun selectionSort(array: IntArray):IntArray{
        for (i in array.indices){
            //假设最小值是i
            var min=i
            var j=i+1
            while (j in array.indices){
                if (array[j]<array[min]){
                    min=j
                }
                j++
            }
            if (i!=min){
                array.swap(i,min)
            }
        }
        return array;
    }
}

选择排序Go语言

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
}
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