全面解析十大排序算法之二：选择排序

Posted 2021-04-15 不止于编程

 

1. 十种排序算法的复杂度和稳定性

时间复杂度：一个算法消耗所需要的时间

空间复杂度：运行一个算法所需要的内存时间

稳定性：如一个排列数组：1、4、5、6、4、7. 此时有一对相等的数字 4 ，设前面的4为 a4，后一个4 为 b4。 如果排序之后 a4 仍然在 b4 前面，则表示此种算法排序是具有稳定性的；如果排序之后 a4 在 b4 后面，则表示是 不稳定性的。

2. 什么是选择排序

选择排序（Selection sort）是一种简单直观的排序算法，通过找到数组中最小的值（或者最大的值），保存它的索引值，然后将最小值放在最前面（或者最后面）。它也是一种交换排序算法，和冒泡排序有一定的相似度，可以认为选择排序是冒泡排序的一种改进。

3. 算法运行过程

算法运行过程视频演示

冒泡排序算法的运作如下：

(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) 以此类推，直到所有元素均排序完毕。

选择排序实现比较简单，由于在数组各种情况下复杂度波动小，因此一般是优于冒泡排序的。在所有的完全交换排序中，选择排序也是比较不错的一种算法。但是，由于固有的O(n^2)复杂度，选择排序在海量数据面前显得力不从心。因此，它适用于简单数据排序。

4. 代码实现

Python实现

#将最小的数放在前面def selection_sort1(alist):  n = len(alist) for i in range(n-1): #需要进行 n-1次的操作 min_index = i  for j in range(i+1, n): #从 i+1 开始遍历， 前面几项是已经排序好的 if alist[j] < alist[min_index]: #找出最小的数据 min_index = j  if min_index != i: #将数据进行交换 alist[i], alist[min_index] = alist[min_index], alist[i] return alistprint(selection_sort1(li)) # [1, 11, 11, 12, 23, 24, 45, 47, 56, 89]
#将最大的数放在后面def selection_sort2(alist): #将最大的数放在后面 n = len(alist) for i in range(n-1, 0, -1): max_index = i for j in range(i-1, 0, -1): if alist[j] > alist[max_index]: max_index = j  if max_index != i: alist[i], alist[max_index] = alist[max_index], alist[i] return alistprint(selection_sort2(li))

Java实现

public class SelectSort { public static int[] selectSort(int[] a) { int n = a.length; for (int i = 0; i < n - 1; i++) { int min = i; for (int j = i + 1; j < n; j++) { if(a[min] > a[j]) min = j; } //交换 int temp = a[i]; a[i] = a[j]; a[j] = temp; } return a; }}

C++实现

#include<iostream>using namespace std;void swap(int &a, int &b) { int tmp = a; a = b; b = tmp;}void selectSort(int a[], int len) { for (int i = 0; i < len - 1; ++i) { int minIndex = i; for (int j = i; j < len; ++j) {//找出无序区最小元素的下标 if (a[j] < a[minIndex]) { minIndex = j; } } swap(a[i], a[minIndex]);//无序区第一个元素与最小值交换。 }}

冒泡算法代码优化

冒泡排序每次需要遍历 非有序区域 一遍，找出最小值。那如果每次都要遍历的话，不如直接找到每次遍历的最小值、最大值，然后将每次遍历得到的最小值放在 头部有序区  的尾部，将最大值放在 尾部有序区 的头部。（有点绕）这样子就可以减少遍历的次数了。

当最小元素的位置+1 = 最大元素的位置时，表示数据已经全部有序。

Python实现

def selection_sort2(data_list):
    length = len(data_list)
    for i in range(length -1):

        min_index = i #存储最小值的下标
        max_index = length - i -1 #最大值的索引值

        for j in range(i+1,length - i -1):
           
            if data_list[min_index] > data_list[j]:
                min_index = j  #找出最小的值的索引
            if data_list[max_index] < data_list[j]:
                max_index = j

            #退出条件
        if min_index +1 == max_index:
            break

        #前面的数据与最小值交换
        if min_index != i: #说明需要交换，否则不需要自己自己交换
 data_list[i], data_list[min_index] =
data_list[min_index], data_list[i]

        #后面的数据与最大值交换
        if max_index != length - i -1:
  
            data_list[length -i -1 ], data_list[max_index] =
            data_list[max_index], data_list[length-i-1]

    return data_list

END

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