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

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