选择排序(Selection Sort)

本文深入解析了选择排序算法,包括其工作原理、算法描述、代码实现及时间复杂度分析。选择排序是一种简单直观的排序方法,通过多次遍历未排序序列,每次找出最小元素并放到已排序序列的末尾,直至全部元素排序完毕。

表现最稳定的排序算法之一,因为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。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。

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。

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下:

  • 初始状态:无序区为R[1…n],有序区为空;
  • 第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时,当前有序区和无序区分别为R[1…i-1]和R(i…n)。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[1…i]和R[i+1…n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区;
  • n-1趟结束,数组有序化了。

动图演示

选择排序

代码实现

下面的排序算法统一使用的测试代码如下,源码GitHub链接

public static void main(String[] args) {
    int[] array = {3, 44, 38, 5, 47, 15, 36, 26, 27, 2, 46, 4, 19, 50, 48};
	// 只需要修改成对应的方法名就可以了
    selectionSort(array);

    System.out.println(Arrays.toString(array));
}
/**
 * Description: 选择排序
 *
 * @param array
 * @return void
 * @author JourWon
 * @date 2019/7/11 23:31
 */
public static void selectionSort(int[] array) {
	if (array == null || array.length <= 1) {
		return;
	}

	int length = array.length;

	for (int i = 0; i < length - 1; i++) {
		// 保存最小数的索引
		int minIndex = i;

		for (int j = i + 1; j < length; j++) {
			// 找到最小的数
			if (array[j] < array[minIndex]) {
				minIndex = j;
			}
		}

		// 交换元素位置
		if (i != minIndex) {
			swap(array, minIndex, i);
		}
	}

}

/**
 * Description: 交换元素位置
 *
 * @param array
 * @param a
 * @param b
 * @return void
 * @author JourWon
 * @date 2019/7/11 17:57
 */
private static void swap(int[] array, int a, int b) {
	int temp = array[a];
	array[a] = array[b];
	array[b] = temp;
}

算法分析

最佳情况:T(n) = O(n2) 最差情况:T(n) = O(n2) 平均情况:T(n) = O(n2)

选择排序Selection Sort)是一种简单直观的排序算法,适用于初学者理解排序的基本原理。其基本思想是:每次从未排序部分中选出最小(或最大)的一个元素,放到已排序部分的末尾。 以下是使用 C++ 实现的选择排序算法: ```cpp #include <iostream> using namespace std; void selectionSort(int arr[], int n) { for (int i = 0; i < n - 1; ++i) { // 假设当前索引为最小值 int minIndex = i; // 在未排序部分寻找更小的值 for (int j = i + 1; j < n; ++j) { if (arr[j] < arr[minIndex]) { minIndex = j; // 更新最小值索引 } } // 将找到的最小值与第一个未排序位置交换 swap(arr[i], arr[minIndex]); } } // 打印数组 void printArray(int arr[], int size) { for (int i = 0; i < size; ++i) { cout << arr[i] << " "; } cout << endl; } int main() { int data[] = {64, 25, 12, 22, 11}; int n = sizeof(data) / sizeof(data[0]); cout << "原始数组:\n"; printArray(data, n); selectionSort(data, n); // 调用选择排序函数 cout << "排序后的数组:\n"; printArray(data, n); return 0; } ``` ### 算法说明: - **时间复杂度**:O(),其中 n 是数组长度。无论数据是否已经有序,都需要进行 n(n-1)/2 次比较。 - **空间复杂度**:O(1),属于原地排序算法。 - **稳定性**:选择排序是不稳定排序算法,因为可能会改变相同键值的相对顺序[^1]。 ### 示例输出: ``` 原始数组: 64 25 12 22 11 排序后的数组: 11 12 22 25 64 ``` 该实现展示了如何在 C++ 中编写和调用选择排序算法,并通过 `swap` 函数将最小值移动到正确的位置。此外,还可以添加调试信息以跟踪每一轮的排序过程,帮助学习者更好地理解算法执行流程。 ---
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