【排序算法】简单选择排序及实例_C语言代码实现_Python代码实现

kt4ngw

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分类专栏：模型与算法文章标签：排序算法 c语言 python 简单选择排序

于 2022-02-04 11:34:14 首次发布

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简单选择排序

简单选择排序是选择排序的一种。

问：那么什么是选择排序？

答：每趟从待排序的记录中选出关键字最小的元素，顺序放在已排序的记录序列末尾，直到全部排序结束为止。

1 简单选择排序的思想与流程

从上文“什么是选择排序”，引申出简单选择排序的思想；

①从待排序数组元素中，找到值最小的元素；

②将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换；

③重复(元素个数-1轮次)①②，至此直到数组元素排序完成。

2 实例介绍

下面将某个实例和图片来介绍简单选择排序的思想和代码；

假设数组为：

$a rr = [5, 2, 4, 6, 1, 3]$

注：下方介绍的图片显示颜色为黄就是已经排好的元素，显示为红色就是标记目前值最小的元素，显示为绿色就是正在遍历数组剩下的元素

1.第一轮（如动图1所示）

把未排序数组的第一个元素设为最小值（在本例中，设数组元素 5 为最小值，min=5)，然后依次遍历剩下的元素。

①遍历第一个元素为2，2<5，故2设为最小值，min=2；
②遍历第二个元素为4，4>2，继续往后遍历；
③遍历第三个元素为6，6>2，继续往后遍历；
④遍历第四个元素为1，1<2，故1设为最小值，min=1；
⑤遍历第五个元素为3，3>1，继续往后遍历，后面没有元素，故将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换，1与5互换，元素1排序完毕，此时数组元素依次为1 2 4 6 5 3.

此时待排序数组依次为 2 4 6 5 3

请添加图片描述
$图 1 简单选择排序第一轮$

2.第二轮（如动图2所示）

把未排序数组的第一个元素设为最小值（此时，min=2)，然后依次遍历剩下的元素。

①遍历第一个元素为4，4>2，继续往后遍历；
②遍历第二个元素为6，6>2，继续往后遍历；
③遍历第三个元素为5，5>2，继续往后遍历；
④遍历第四个元素为3，3>2，继续往后遍历，后面没有元素，故将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换，第一个元素是其本身，故不动，元素2排序完毕，此时数组元素依次为1 2 4 6 5 3.

此时待排序数组依次为 4 6 5 3
请添加图片描述
$图 2 简单选择排序第二轮$

3.第三轮（如动图3所示）

把未排序数组的第一个元素设为最小值（此时，min=4)，然后依次遍历剩下的元素。

①遍历第一个元素为6，6>4，继续往后遍历；
②遍历第二个元素为5，5>4，继续往后遍历；
③遍历第三个元素为3，3<4，故3设为最小值，min=3,继续往后遍历，后面没有元素，故将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换，3与4互换，元素3排序完毕，此时数组元素依次为1 2 3 6 5 4.

此时待排序数组依次为 6 5 4

请添加图片描述
$图 3 简单选择排序第三轮$

4.第四轮（如动图4所示）

把未排序数组的第一个元素设为最小值（此时，min=6)，然后依次遍历剩下的元素。

①遍历第一个元素为5，6>5，故5设为最小值，min=5；
②遍历第二个元素为4，5>4，故4设为最小值，min=4，继续往后遍历，后面没有元素，故将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换，4与6互换，元素4排序完毕，此时数组元素依次为1 2 3 4 5 6.

此时待排序数组依次为 5 6

请添加图片描述
$图 4 简单选择排序第四轮$

5.第5轮（如动图5所示）

把未排序数组的第一个元素设为最小值（此时，min=5)，然后依次遍历剩下的元素。

①遍历第一个元素为6，5<6，继续往后遍历，后面没有元素，故将值最小的元素与待排序数组元素的第一个元素互换，第一个元素是其本身，故不动，元素5排序完毕，此时数组元素依次为1 2 3 4 5 6.

此时待排序数组依次为 6

请添加图片描述
$图 5 简单选择排序第五轮$

最后一个元素不需要排序

此时经过5轮排序，排序完毕。

3 算法分析

3.1 时间复杂度

对于简单选择排序来说，无论初始数组元素是什么状态，其排序趟数永远是（元素个数-1）躺，元素间的比较始终为 $O(n^{2})$ ，而元素间的移动次数与初始状态有关，但上限为 $O (n)$ ;
所以简单选择排序最好、最坏、平均时间复杂度均为 $O(n^{2})$

3.2 空间复杂度

常数个辅助空间： $O (1)$

3.3 稳定性

不稳定

4 代码实现

4.1 C语言代码

#include<stdio.h>
int main()
{
	void select_sort(int arr[], int len);
	int arr[6] = { 5,2,4,6,1,3 };
	int len=sizeof(arr)/sizeof(int);
	int i;
	printf("排序之前的数组元素依次为:");
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		printf("%d ",arr[i]);
	}
	printf("\n"); 
	select_sort(arr,len);
	printf("排序之后的数组元素依次为:");
	for(i=0;i<len;i++)
	{
		printf("%d ",arr[i]);
	}
	printf("\n"); 
	return 0; 
} 
void select_sort(int arr[], int len)
{
	int i,j;
	int min;
	int temp;
	int k;
	for(i=0;i<len-1;i++)
	{
		min = i;
		for(j=i+1;j<len;j++)
		{
			if(arr[j]<arr[min]) min = j;
		}
		if(min!=i) 
		{
			temp = arr[i];
			arr[i] = arr[min];
			arr[min] = temp;
		}
		// 输入排序每轮结果
		printf("第%d轮",i+1);
		for(k=0;k<len;k++)
		{
			printf("%d ",arr[k]);
		}
		printf("\n");
	}
}

运行结果：
在这里插入图片描述
$图 6 C 语言代码运行结果$

4.2 Python语言代码

def simpleselect_sort(List, len):
    ''' Function description： selection sort
    Parameters:  List：待排序数组 len：待排序数组长度 return：升序数组
    Author: kt4ngw
    Address: https://blog.youkuaiyun.com/t4ngw '''
    for i in range(len-1):
        min = i
        for j in range(i+1, len):
            if(List[j] < List[min]):
                min = j
        if(min != i):
            List[i], List[min] = List[min], List[i]
    return List
List = [5, 2, 4, 6, 1, 3]
print("简单选择排序前的数组：")
print(List)
print("简单选择排序后的数组：")
print(simpleselect_sort(List, len(List)))

# 不稳定