选择排序算法(非常详细,图文并茂)
对数据量较少的序列实现升序或降序排序,可以考虑使用选择排序算法,它对应的时间复杂度为
排序排序算法对含有 n 个元素的序列实现排序的思路是:每次从待排序序列中找出最大值或最小值,查找过程重复 n-1 次。对于每次找到的最大值或最小值,通过交换元素位置的方式将它们放置到适当的位置,最终使整个序列变成有序序列。
举个例子,我们使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 完成升序排序,需要经历以下几个步骤:
1) 遍历整个待排序序列,从中找到最小值 10 并与第一个元素 14 交换位置:
2) 待排序序列变成 {33, 27, 14, 35, 19, 42, 44},从中找到最小值 14 并与 33 交换位置:
3) 待排序序列变成 {27, 33, 35, 19, 42, 44},从中找到最小值 19 并与 27 交换位置:
4) 待排序序列变成 {33, 35, 27, 42, 44},从中找到最小值 27 并与 33 交换位置:
5) 待排序序列变成 {35, 33, 42, 44},从中找到最小值 33 并与 35 交换位置:
6) 待排序序列变成 {35, 42, 44},从中找到最小值 35,它的位置无需变动:
7) 待排序序列变成 {42, 44},从中找到最小值 42,它的位置无需变动:
对于包含 n 个元素的待排序序列,选择排序算法中只需要找出 n-1 个“最小值”,最后剩下的元素的值必然最大。由此,我们就得到了一个升序序列 {10, 14, 19, 27, 33, 35, 42, 44}。
结合伪代码,如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 C 语言程序:
如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 Java 程序:
如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 Python 程序:
以上程序的输出结果均为:
O(n2)
。排序排序算法对含有 n 个元素的序列实现排序的思路是:每次从待排序序列中找出最大值或最小值,查找过程重复 n-1 次。对于每次找到的最大值或最小值,通过交换元素位置的方式将它们放置到适当的位置,最终使整个序列变成有序序列。
举个例子,我们使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 完成升序排序,需要经历以下几个步骤:
1) 遍历整个待排序序列,从中找到最小值 10 并与第一个元素 14 交换位置:
2) 待排序序列变成 {33, 27, 14, 35, 19, 42, 44},从中找到最小值 14 并与 33 交换位置:
3) 待排序序列变成 {27, 33, 35, 19, 42, 44},从中找到最小值 19 并与 27 交换位置:
4) 待排序序列变成 {33, 35, 27, 42, 44},从中找到最小值 27 并与 33 交换位置:
5) 待排序序列变成 {35, 33, 42, 44},从中找到最小值 33 并与 35 交换位置:
6) 待排序序列变成 {35, 42, 44},从中找到最小值 35,它的位置无需变动:
7) 待排序序列变成 {42, 44},从中找到最小值 42,它的位置无需变动:
对于包含 n 个元素的待排序序列,选择排序算法中只需要找出 n-1 个“最小值”,最后剩下的元素的值必然最大。由此,我们就得到了一个升序序列 {10, 14, 19, 27, 33, 35, 42, 44}。
选择排序算法可以看作是冒泡排序算法的“改良版”。和后者相比,选择排序算法大大减少了交换数据存储位置的操作。
选择排序算法的具体实现
如下是描述选择排序算法的伪代码:selection_sort(list): //list 为待排序序列 n <- length(list) //记录序列中的元素个数 for i <- 1 to n-1: //从第 1 个元素一直遍历至倒数第 2 个元素 min <- i //初始化最小值为第 i 个元素 for j <- i+1 to n: // 从第 i+1 个元素开始开始遍历序列 if list[j] < list[min]: //查找待排序序列中的最小值 min = j if min != i: //如果最小值所在的位置不为 i,交换最小值和第 i 个元素的位置 swap list[min] , list[i] return list
结合伪代码,如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 C 语言程序:
#include <stdio.h> #define N 8 //设定待排序序列中的元素个数 //list[N] 为存储待排序序列的数组 void selection_sort(int list[N]) { int i, j; int min,temp; //从第 1 个元素开始遍历,直至倒数第 2 个元素 for (i = 0; i < N-1; i++) { min = i; //事先假设最小值为第 i 个元素 //从第 i+1 个元素开始遍历,查找真正的最小值 for (j = i + 1; j < N; j++) { if (list[j] < list[min]) { min = j; } } //如果最小值所在位置不为 i,交换最小值和第 i 个元素的位置 if (min != i) { temp = list[min]; list[min] = list[i]; list[i] = temp; } } } int main() { int i; int list[N] = { 14,33,27,10,35,19,42,44 }; //对待排序序列做选择排序 selection_sort(list); //输出已排序序列中的各个元素 for (i = 0; i < N; i++) { printf("%d ", list[i]); } }
如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 Java 程序:
public class Demo { // list[N] 为存储待排序序列的数组 public static void selection_sort(int[] list) { int length = list.length; int i, j; // 从第 1 个元素开始遍历,直至倒数第 2 个元素 for (i = 0; i < length - 1; i++) { int min = i; // 事先假设最小值为第 i 个元素 // 从第 i+1 个元素开始遍历,查找真正的最小值 for (j = i + 1; j < length; j++) { if (list[j] < list[min]) { min = j; } } // 如果最小值所在位置不为 i,交换最小值和第 i 个元素的位置 if (min != i) { int temp = list[min]; list[min] = list[i]; list[i] = temp; } } } public static void main(String[] args) { int[] list = { 14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44 }; selection_sort(list); // 输出已排好序的序列 for (int i = 0; i < list.length; i++) { System.out.print(list[i] + " "); } } }
如下为使用选择排序算法对 {14, 33, 27, 10, 35, 19, 42, 44} 实现升序排序的 Python 程序:
#待排序序列 list = [14,33,27,10,35,19,42,44] def selection_sort(): length = len(list) #从第 1 个元素开始遍历,直至倒数第 2 个元素 for i in range(length-1): min = i #事先假设最小值为第 i 个元素 #从第 i+1 个元素开始遍历,查找真正的最小值 for j in range(i+1,length): if list[j] < list[min]: min = j #如果最小值所在位置不为 i,交换最小值和第 i 个元素的位置 if min != i: list[min],list[i] = list[i],list[min] selection_sort() # 输出已排好序的序列 for i in list: print(i,end=" ")
以上程序的输出结果均为:
10 14 19 27 33 35 42 44