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【排序算法】简单选择排序及实例

时间:2023-08-22

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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 r r = [ 5 , 2 , 4 , 6 , 1 , 3 ] arr=[5, 2, 4, 6, 1, 3] arr=[5,2,4,6,1,3]

: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


图 1   简 单 选 择 排 序 第 一 轮 图1~简单选择排序第一轮 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

图 2   简 单 选 择 排 序 第 二 轮 图2~简单选择排序第二轮 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


图 3   简 单 选 择 排 序 第 三 轮 图3~简单选择排序第三轮 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


图 4   简 单 选 择 排 序 第 四 轮 图4~简单选择排序第四轮 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


图 5   简 单 选 择 排 序 第 五 轮 图5~简单选择排序第五轮 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 ) O(n^{2}) O(n2),而元素间的移动次数与初始状态有关,但上限为 O ( n ) O(n) 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 ) O(n^{2}) O(n2)

3.2 空间复杂度

常数个辅助空间: O ( 1 ) O(1) O(1)

3.3 稳定性

不稳定

4 代码实现 4.1 C语言代码

#includeint 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 运行结果:

图 6   C 语 言 代 码 运 行 结 果 图6~C语言代码运行结果 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: kent4ngw Address: https://blog.csdn.net/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 ListList = [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

运行结果:

图 7   P y t h o n 语 言 代 码 运 行 结 果 图7~Python语言代码运行结果 图7 Python语言代码运行结果

1.5 参考文献

[1]王道论坛、2022年数据结构考研复习指导[M]、北京:电子工业出版社, 2021.


写在最后面的话,此博客为个人通过书本和互联网作为学习资源自己整理而成的笔记,仅作为知识记录及后期复习所用,如有错误,还望评论指教 ——kent4ngw.

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