选择排序

更新时间:2023-12-25 16:30

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理是:第一次从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,存放在序列的起始位置,然后再从剩余的未排序元素中寻找到最小(大)元素,然后放到已排序的序列的末尾。以此类推,直到全部待排序的数据元素的个数为零。选择排序是不稳定的排序方法。

选择排序思路

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。

具体实现方法

①初始状态:无序区为R[0..n-1](共n个元素),有序区为空。

②第1趟排序

设置一个变量i,让i从0至n-2循环的同时,在对比数组中元素i跟元素i+1的大小,如果R[i+1]比R[i]小,则用一个变量k来记住他的位置(即k=i+1)。等到循环结束的时候,我们应该找到了R中最小的那个数的位置了。然后进行判断,如果这个最小元素的不是R的第一个元素,就让第一个元素跟他交换一下值,使R[0..0]和R[1..n-1]分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。

……

③第i趟排序

第i趟排序开始时,当前有序区和无序区分别为R[0..i-1]和R[i..n-1]。该趟排序从当前无序区中选出关键字最小的记录 R[k],将它与无序区的第1个记录R交换,使R[0..i]和R分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区。

图1为一个具体例子:(通过寻找最小值的选择排序)

算法性能

时间复杂度

选择排序的交换操作介于 0 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*(n-1)/2。交换次数O(n),最好情况是,已经有序,交换0次;最坏情况交换n-1次,逆序交换n/2次。交换次数比冒泡排序少多了,由于交换所需CPU时间比比较所需的CPU时间多,n值较小时,选择排序比冒泡排序快。

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。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。

参考代码

用C++实现选择排序的伪代码如图2所示。

JAVA版

Python3.8代码

Go代码

Javascript代码

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