选择排序 ( 直接选择排序 && 堆排序 )

简介: 选择排序 ( 直接选择排序 && 堆排序 )
1、直接选择排序

🔑 核心思想 🔑

  每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,直到全部待排序的数据元素排完 。

❗ 过程:❕

  1️⃣ 在元素集合 array[i] - array[n-1] 中选择关键码最大 (小) 的数据元素

  2️⃣ 若它不是这组元素中的最后一个(第一个)元素,则将它与这组元素中的最后一个(第一个)元素交换

  3️⃣ 在剩余的 array[i] - array[n-2] (array[i+1]–array[n-1]) 集合中,重复上述步骤,直到集合剩余 1 个元素

❗ 直接选择排序的特性总结:❕

  1️⃣ 直接选择排序思考非常好理解,但是效率不是很好。实际中很少使用

  2️⃣ 时间复杂度:O(N^2) - 最好 / 最坏

  3️⃣ 空间复杂度:O(1)

  4️⃣ 稳定性:不稳定

❗ 动图演示:❕

🧿 实现代码 :

void Swap(int* px, int* py)
{
  int temp = *px;
  *px = *py;
  *py = temp;
}
void SelectSort(int* a, int n)
{
  int i = 0;
  int begin = 0;
  while (begin < n)
  {
    int mini = begin;
    //选最小
    for (i = begin; i < n; i++)
    {
      if (a[i] < a[mini])
      {
        mini = i;
      }
    }
    //交换
    Swap(&a[begin], &a[mini]);
    //迭代
    begin++;
  }
}

🧿 实现 SelectSort 的优化代码 :

   遍厉一遍选出最小的和最大的,然后把最小的放在左边,最大的放在右边

void Swap(int* px, int* py)
{
  int temp = *px;
  *px = *py;
  *py = temp;
}
void SelectSortPro(int* a, int n)
{
  int i = 0;
  int begin = 0, end = n - 1;
  while (begin < end)
  {
    //选最大和最小
    int mini = begin, maxi = begin;
    for (i = begin; i <= end; i++)
    {
      if (a[i] > a[maxi])
      {
        maxi = i;
      }
      if (a[i] < a[mini])
      {
        mini = i;
      }
    }
    //交换
    Swap(&a[begin], &a[mini]);
    //当a数组里第1个元素是最大值时,此时经过上面的Swap,最大值的位置已经更改了,所以需要修正最大值的位置,让下一个Swap正确交换
    if (begin == maxi)
    {
      maxi = mini;
    }
    Swap(&a[end], &a[maxi]);
    //迭代
    ++begin;
    --end;
  }
}
2、堆排序

🔑 核心思想 🔑

  堆排序 (Heapsort) 是指利用堆积树 (堆) 这种数据结构所设计的一种排序算法,它是选择排序的一种。它是通过堆来进行选择数据。需要注意的是排升序要建大堆,排降序建小堆。

  关于堆排序详解请转到 ➡ 仅不到五万字轻松了解二叉树和堆

❗ 堆排序的特性总结:❕

  1️⃣ 堆排序使用堆来选数,效率就高了很多。

  2️⃣ 时间复杂度:O(N*logN)

  3️⃣ 空间复杂度:O(1)

  4️⃣ 稳定性:不稳定

❗ 动图演示:❕

🧿 实现代码 :

void Swap(int* px, int* py)
{
  int temp = *px;
  *px = *py;
  *py = temp;
}
void AdjustDown(int* a, int n, int parent)
{
  int child = parent * 2 + 1;
  while (child < n)
  {
    if (a[child] < a[child + 1] && child + 1 < n)
    {  
      child++;
    }
    if (a[child] > a[parent])
    {
      Swap(&a[child], &a[parent]);
      parent = child;
      child = parent * 2 + 1;
    }
    else
    {
      break;
    }
  }
}
void HeapSort(int* a, int n)
{
  //建大堆
  int i = 0;
  for (i = (n - 1 - 1) / 2; i >= 0; i--)
  {
    AdjustDown(a, n, i);
  }
  int end = n - 1;
  //交换并调整
  while (end > 0)
  {
    Swap(&a[0], &a[end]);
    AdjustDown(a, end, 0);
    end--;
  }
}



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