选择排序(Selection Sort)

本文介绍了C++中的选择排序算法,包括代码实现、排序过程和示例,展示了如何从无序数组中选取最小元素并逐步排序的过程。

C++自学精简教程 目录(必读)


选择排序
每次从未排序子数组中选中最小的元素,与已排序子数组的末尾元素交换。

输入数据


42 20 17 13 28 14 23 15


执行过程

完整代码

#include <iostream>
#include <cassert>
#include <vector>
using namespace std;

void print_array(const char* msg, int* arr, int n)
{
	cout << msg << " ";
	for (int i = 0; i < n; i++)
	{
		cout << arr[i] << " ";
	}
	cout << endl;
}
//swap two number
void Swap(int& a, int& b)
{
	int tmp = a; a = b; b = tmp;
}

//select the min element, return the index of the min element
int SelectMin(int* arr, int start, int total)
{
	int min = arr[start];
	int index = start;
	for (int i = start; i < total; ++i)
	{
		if (min > arr[i])
		{
			//(1) your code 筛选出最小值元素对应的下标


		}
	}
	return index;
}

void SelectSort(int* arr, int n)
{
	for (int i = 0; i < n; i++) { //  i != min  =>  swap(arr[i], arr[min])
		int index = SelectMin(arr, i, n);
		if (index != i)
		{
			//(2) your code 将 arr[i] 和 arr[index] 交换
			
		}
		print_array("one trip", arr, n);
	}
}

void test(vector<int> arr)
{
    //输出原始序列
	print_array("original array:", arr.data(), arr.size());
	//执行排序,并输出排序过程
	SelectSort(arr.data(), arr.size());
	//输出排序后的列表
	print_array("after sorted:",arr.data(), arr.size());
	cout << endl;
}

int main()
{
	test({ 1 });
	test({ 1 , 2 });
	test({ 2 , 1 });
	test( { 2 , 2 });
	test({ 42, 20, 17, 13, 28, 14, 23, 15 });
	test({ 1, 8, 3, 6, 5, 4, 7, 2 , 9 });
	test( { 8, 8, 6, 6, 7, 5, 5, 7, 9 , 9});
	return 0;
}

执行结果

original array: 1
one trip 1
after sorted: 1

original array: 1 2
one trip 1 2
one trip 1 2
after sorted: 1 2

original array: 2 1
one trip 1 2
one trip 1 2
after sorted: 1 2

original array: 2 2
one trip 2 2
one trip 2 2
after sorted: 2 2

original array: 42 20 17 13 28 14 23 15
one trip 13 20 17 42 28 14 23 15
one trip 13 14 17 42 28 20 23 15
one trip 13 14 15 42 28 20 23 17
one trip 13 14 15 17 28 20 23 42
one trip 13 14 15 17 20 28 23 42
one trip 13 14 15 17 20 23 28 42
one trip 13 14 15 17 20 23 28 42
one trip 13 14 15 17 20 23 28 42
after sorted: 13 14 15 17 20 23 28 42

original array: 1 8 3 6 5 4 7 2 9
one trip 1 8 3 6 5 4 7 2 9
one trip 1 2 3 6 5 4 7 8 9
one trip 1 2 3 6 5 4 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
one trip 1 2 3 4 5 6 7 8 9
after sorted: 1 2 3 4 5 6 7 8 9

original array: 8 8 6 6 7 5 5 7 9 9
one trip 5 8 6 6 7 8 5 7 9 9
one trip 5 5 6 6 7 8 8 7 9 9
one trip 5 5 6 6 7 8 8 7 9 9
one trip 5 5 6 6 7 8 8 7 9 9
one trip 5 5 6 6 7 8 8 7 9 9
one trip 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
one trip 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
one trip 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
one trip 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
one trip 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
after sorted: 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9
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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