选择排序算法

选择排序是一种基础的排序算法,它基于数组数据结构,通过每次选取未排序部分的最小元素并放置到已排序部分的正确位置,逐步完成排序。虽然其时间复杂度为O(n^2),但因其交换操作少,在某些场景下效率高于冒泡排序。本文将探讨选择排序的原理和Python实现。

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对于O(n^2)的排序算法 只有在编码简单,易于实现的简单情况下才会选择。

选择排序

选择排序是一种基础的排序算法,其基于数组的数据结构,这样的数据结构具有很强的灵活性,之所以说具有很强的灵活性呢,我们知道数组和顺序线性表结构是一种简单的存储结构,因为他们在逻辑上相邻的元素在物理内存之上也是彼此相邻的。而且同一个数组的数据类型必须是一致的,这样我们就可以通过数组的下标[index]进行随机顺序访问数组中的元素。
 

思路:第一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小(大)元素,然后放到已排序的序列的末尾。以此类推,直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。

图片来源:https://www.cnblogs.com/Hua-Min/p/SelectionSort.html

1.首先找到数组中最小元素索引

def getmin(arr):
    min = arr[0];   //假设数组中第一个元素是最小的
    min_index = 0;
    for i in range(0,len(arr)):
        if arr[i]<min:            //将所有元素与最小元素比较,找到比min还小的数然后赋值给min(在0到len(arr)范围内)
            min = arr[i]
            min_index = i
    return min_index                   //最终返回最小的数的索引
 

2. 将数组重新排序

def selectSort(arr):  
    newArr = [];                //新建一个空列表
    for i in range(0,len(arr)):    //循环获取最小值
        min = getmin(arr);
        newArr.append(arr.pop(min))   //将源数据中的最小值删除取出来pop()并放入到新列表中append()
    return newArr;

复杂度分析:

选择排序的复杂度分析。第一次内循环比较N - 1次,然后是N-2次,N-3次,……,最后一次内循环比较1次。
共比较的次数是 (N - 1) + (N - 2) + ... + 1,求等差数列和,得 (N - 1 + 1)* N / 2 = N^2 / 2
舍去最高项系数,其时间复杂度为 O(N^2)

虽然选择排序和冒泡排序的时间复杂度一样,但实际上,选择排序进行的交换操作很少,最多会发生 N - 1次交换。
而冒泡排序最坏的情况下要发生N^2 /2交换操作。从这个意义上讲,交换排序的性能略优于冒泡排序。
而且,交换排序比冒泡排序的思想更加直观。

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