选择排序(Selection sort) 是一种简单直观的排序算法。
基本思想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。
选择排序的思想其实和冒泡排序有点类似,都是在一次排序后把最小的元素放到最前面,或者将最大值放在最后面。但是过程不同,冒泡排序是通过相邻的比较和交换。而选择排序是通过对整体的选择,每一趟从前往后查找出无序区最小值,将最小值交换至无序区最前面的位置。
实现逻辑① 第一轮从下标为 1 到下标为 n-1 的元素中选取最小值,若小于第一个数,则交换② 第二轮从下标为 2 到下标为 n-1 的元素中选取最小值,若小于第二个数,则交换③ 依次类推下去……动图演示
注:红色表示当前最小值,黄色表示已排序序列,绿色表示当前位置。具体的我们以一组无序数列{20,40,30,10,60,50}为例分解说明,如下图所示:绿色表示被操作的数据紫色表示已经排好序的数据
复杂度分析
平均时间复杂度:O(N^2)最佳时间复杂度:O(N^2)最差时间复杂度:O(N^2)空间复杂度:O(1)排序方式:In-place稳定性:不稳定选择排序的交换操作介于和(n-1)次之间。选择排序的比较操作为n(n-1)/2次之间。选择排序的赋值操作介于0和3(n-1)次之间。
比较次数O(n^2),比较次数与关键字的初始状态无关,总的比较次数N = (n-1) + (n-2) +…+ 1 = n x (n-1)/2。交换次数O(n),最好情况是,已经有序,交换0次;最坏情况是,逆序,交换n-1次。
代码实现
C:
// 选择排序(C)
void selection_sort(int arr[], int len) {
int i, j, min, temp;
for (i = 0; i < len - 1; i++) {
min = i;
for (j = i + 1; j < len; j++)
if (arr[min] > arr[j])
min = j;
temp = arr[min];
arr[min] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
C++
// 选择排序(C++)
template
void selection_sort(T arr[], int len) {
int i, j, min;
for (i = 0; i < len - 1; i++) {
min = i;
for (j = i + 1; j < len; j++)
if (arr[min] > arr[j])
min = j;
swap(arr[i], arr[min]);
}
}
Java:
// 选择排序(Java)
public static void selection_sort(int[] arr) {
int i, j, min, temp, len = arr.length;
for (i = 0; i < len - 1; i++) {
min = i;
for (j = i + 1; j < len; j++)
if (arr[min] > arr[j])
min = j;
temp = arr[min];
arr[min] = arr[i];
arr[i] = temp;
}
}
Java优化后的代码
import java.util.Arrays;
public class SelectSort {
static int[] selectSort(int[] sourceArray){
int[] array = Arrays.copyOf(sourceArray,sourceArray.length);
for (int i = 0;i < array.length-1;i++){
int min = i;
for (int j = i+1;j < array.length;j++){
if (array[j] min = j; } } if (min != i){ int temp = array[min]; array[min] = array[i]; array[i] = temp; } } return array; } public static void main(String[] args) { System.out.println(Arrays.toString(selectSort(new int[]{9,8,7,6,5,4,3,2,1}))); } } R: selectSort <- function(arrayy) { n <- length(arrayy) for (i in 1:(n - 1)) { minIndex <- i for (j in (i + 1):n) { if (arrayy[minIndex] > arrayy[j]) { minIndex <- j } } temp <- arrayy[i] arrayy[i] <- arrayy[minIndex] arrayy[minIndex] <- temp } return(arrayy) } 优化改进 ①二元选择排序改进思路: 简单选择排序,每趟循环只能确定一个元素排序后的定位。根据之前冒泡排序的经验,我们可以考虑改进为每趟循环确定两个元素(当前趟最大和最小记录)的位置,从而减少排序所需的循环次数。改进后对n个数据进行排序,最多只需进行[n/2]趟循环即可。②堆排序堆排序是一种树形选择排序,是对直接选择排序的有效改进。具体的分析我们留到后面讲堆排序时再详细说明。 总结 选择排序的主要优点与数据移动有关。如果某个元素位于正确的最终位置上,则它不会被移动。选择排序每次交换一对元素,它们当中至少有一个将被移到其最终位置上,因此对n个元素的表进行排序总共进行至多n-1次交换。在所有的完全依靠交换去移动元素的排序方法中,选择排序属于非常好的一种。 希望能帮到你 推荐阅读
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