python算法与数据结构-选择排序算法(33)

一、选择排序的介绍

  选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。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。

二、选择排序的原理

  1. 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
  2. 再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素
  3. 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。

三、选择排序的图解

python算法与数据结构-选择排序算法(33)

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python算法与数据结构-选择排序算法(33)

python算法与数据结构-选择排序算法(33)

python算法与数据结构-选择排序算法(33) python算法与数据结构-选择排序算法(33)

四、选择排序总结

  1. 有N个数据,需要从未排序区挑选N-1次数据放在已排序区队尾
  2. 每次从未排序区中挑选的数据要放在已排序的队尾

五、选择排序的python代码实现

# 定义选择排序函数
def selection_sort(list):
# 计算需要排序的列表元素个数
N = len(list)
# 需要N-1次选择操作
for i in range(N-1):
# 记录最小值的小标
minNum_index = i
# 未排序区域从i+1到末尾N处,属于未排序区,在未排序区在选出最小值处
for j in range(i+1,N):
# 比较大小
if list[minNum_index]>list[j]:
#交换
temp = list[minNum_index]
list[minNum_index] = list[j]
list[j] = temp # 创建一个列表
numList = [19,2,13,8,34,25,7] print("排序前:%s"%numList)
# 调用选择排序
selection_sort(numList)
print("排序后:%s"%numList)

运行结果为:

排序前:[19, 2, 13, 8, 34, 25, 7]
排序后:[2, 7, 8, 13, 19, 25, 34]

六、选择排序的C语言代码实现

版本一

#include <stdio.h>
//定义选择排序函数
void selection_sort(int array[],int arrayLenght)
{
// 需要N-1次选择操作
for (int i=; i<arrayLenght-; i++)
{
// 记录最小值的下标
int minNum_index = i;
// 未排序区域从i+1到末尾N处,属于未排序区,在未排序区再选出最小值处
for (int j = i+; j<arrayLenght; j++)
{
// 比较大小
if (array[minNum_index]>array[j])
{
// 交换
int temp = array[minNum_index];
array[minNum_index] = array[j];
array[j] = temp;
}
}
}
} int main(int argc, const char * argv[]) { // 选择排序函数声明
void selection_sort(int array[],int arrayLenght);
// 创建数组
int numArray[] = {,,,,,,};
// 调用排序
selection_sort(numArray, );
// 验证
for (int i =; i<; i++)
{
printf("%d ",numArray[i]);
} return ;
}

运行结果为:

      

版本二

#include <stdio.h>
//定义选择排序函数
void selection_sort1(int array[],int arrayLenght)
{
// 需要N-1次选择操作
for (int i=; i<arrayLenght-; i++)
{
// 记录最小值的下标
int minNum_index = i;
// 未排序区域从i+1到末尾N处,属于未排序区,在未排序区再选出最小值处
for (int j = i+; j<arrayLenght; j++)
{
// 比较大小
if (array[minNum_index]>array[j])
{
minNum_index = j;
}
}
if (minNum_index != i)
{
int temp = array[i];
array[i] = array[minNum_index];
array[minNum_index] = temp; }
}
} int main(int argc, const char * argv[]) { // 选择排序函数声明
void selection_sort1(int array[],int arrayLenght);
// 创建数组
int numArray[] = {,,,,,,};
// 调用排序
selection_sort1(numArray, );
// 验证
for (int i =; i<; i++)
{
printf("%d ",numArray[i]);
} return ;
}

运行结果为:

      

七、选择排序的时间复杂度

  • 最优时间复杂度:O(n2)
  • 最坏时间复杂度:O(n2)

八、选择排序的稳定性

  选择排序是给每个位置选择当前元素最小的,比如给第一个位置选择最小的,在剩余元素里面给第二个元素选择第二小的,依次类推,直到第n-1个元素,第n个元素不用选择了,因为只剩下它一个最大的元素了。那么,在一趟选择,如果一个元素比当前元素小,而该小的元素又出现在一个和当前元素相等的元素后面,那么交换后稳定性就被破坏了。比较拗口,举个例子,序列5 8 5 2 9,我们知道第一遍选择第1个元素5会和2交换,那么原序列中两个5的相对前后顺序就被破坏了,所以选择排序是一个不稳定的排序算法。

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