选择排序算法介绍

本文介绍选择排序（Selection sorts）算法的相关知识，并给出选择排序算法的示例代码。

说明：本文中的示例代码是使用C++编程语言编写的。

1 算法介绍

在选择排序算法中，数字列表可分为两个子列表：已排序的和未排序的，它们通过假想的一堵墙分隔开。

在排序过程中，找出（选择）未排序子列表中的最小（或最大）元素，并把它和未排序列表中的第一个元素进行交换，再将假想的这堵墙（根据实际情况朝着对应方向）移动一个元素位置，这样每次排序后，已排序子列表中的元素将增加一个，同时未排序子列表中的元素将减少一个，每次把一个元素从未排序子列表移动到已排序子列表就完成了一轮排序。一个含有n个元素的数字列表需要(n - 1)轮排序来完成数据的重新排列。

根据上述内容，可总结选择排序算法的一般解题步骤如下：

1. 将假想墙放置在数字列表最左侧，墙的左侧为已排序子列表，右侧为未排序子列表；
2. 找出（选择）未排序子列表中的最小（或最大）元素；
3. 把选择的元素与未排序列表中第一个元素进行交换；
4. 将假想墙向右移动一个位置；
5. 反复执行2至4步操作，直至整个数字列表排序完成（需要(n - 1)轮）。

2 示例及分析

选择排序算法的示例代码如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    /* 选择排序函数声明 */ 
    int sort(int array[], int n);
    
    int num[5] = {0};
    int i = 0;
    
    /* 接收用户输入的5个整型数 */
    printf("please input 5 integer numbers: \n");
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        scanf("%d", &num[i]);
    }
    
    /* 使用选择排序对数组num从小到大进行排序 */
    i = sort(num, 5);
    
    /* 打印排序后的数字顺序 */
    printf("the sorted numbers: \n");
    for (i = 0; i < 5; i++)
    {
        printf("%d ", num[i]);
    }
    
    printf("\n");
    
    return 0;
}

/* 
*  选择排序法的函数定义
*  数组array存放待排序数字
*  n表示数组array大小
*/
int sort(int array[], int n)
{
    int i;
    int j;
    int tmp;
    
    /* n个数字进行排序，共需要进行n-1轮比较 */
    for (i = 0; i < n - 1; i++)
    {
        /* 每次循环选择未排序列表中的最小值，与array[i]交换 */ 
        for (j = i + 1; j < n; j++)
        {
            if (array[i] > array[j])
            {
                tmp = array[i];
                array[i] = array[j];
                array[j] = tmp;
            }
        }
    }
    
    return 0;
}

上述代码的运行结果如下：

please input 5 integer numbers:
-11 92 -22 0 100
the sorted numbers:
-22 -11 0 92 100

说明：

• 在外层循环中，为变量“i”赋初始值“0”，可以更好地对应假想墙的初始位置（数字列表最左侧）。同时，通过“i”的自增操作，使假想墙的位置从左向右移动。
• 从上述代码可以看出，本文第1章中“选择排序算法的解题步骤”中的第2步和第3步，在代码实现时可以合并在一起，而不需要（也没必要）把对应步骤的代码单独实现；
• 由于上述选择排序函数形参使用的是数组名，在调用该函数时，是把实参数组的首元素地址传递给形参数组，这样两个数组就共占同一段内存单元了，所以被调函数中形参数组的改变也导致了实参数组随之改变。 

补充：

本例是通过数组名作为函数实参的方法，实现的选择排序算法。用数组名作函数实参时，不是把数组元素的值传递给形参，而是把实参数组的首元素地址传递给形参数组，这样两个数组就共占同一段内存单元了，也就是说，形参数组中各元素的值如果发生变化，也会使实参数组元素的值同时发生变化（这一点与变量作为函数参数是不相同的）。在程序设计时可以有意识地利用这一特点改变实参数组元素的值（如排序）。