[数据结构]———选择排序

简介: [数据结构]———选择排序

1.基本思想:



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 。



2.直接选择排序:


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

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

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

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1.代码实现

1.解析

在每次循环中同时找到数组中的最小值和最大值,并分别将它们放置到数组的前后两端。


1.初始化

int begin = 0, end = n - 1;:定义了两个指针,begin 初始化为数组的起始位置(下标为0),end 初始化为数组的结束位置(下标为n-1),其中n是数组的元素个数。

2.主循环

while (begin < end):只要开始指针小于结束指针,就继续循环,这意味着数组中至少有两个元素未被正确排序。

3.寻找最小值和最大值

int mini = begin, maxi = begin;:初始化最小值和最大值的索引为开始指针的位置。

for (int i = begin + 1; i <= end; ++i):从开始指针的下一个位置到结束指针位置遍历数组。

if (a[i] < a[mini]) { mini = i; }:如果当前元素小于已知最小值,更新最小值的索引。

if (a[i] > a[maxi]) { maxi = i; }:如果当前元素大于已知最大值,更新最大值的索引。注意,这里需要小心处理当最大值和最小值是同一个元素时的情况。

4.交换元素

Swap(&a[begin], &a[mini]);:将找到的最小值与数组起始位置的元素交换。

if (maxi == begin) { maxi = mini; }:如果最大值原本就是开始位置的元素(即它同时也是最小值),则需要更新最大值索引为新的最小值索引,因为最小值已经被换到了开始位置。

Swap(&a[end], &a[maxi]);:将找到的最大值与数组结束位置的元素交换。

5.更新指针

++begin; --end;:每次循环后,将开始指针向前移动一位,结束指针向后移动一位,缩小未排序元素的范围。

6.循环结束

当begin >= end时,整个数组已经按照升序排列完成。


2.具体代码

void SelectSort(int* a, int n)
{
  int begin = 0, end = n - 1;
  while (begin < end)
  {
  int mini = begin, maxi = begin;
  for (int i = begin + 1; i <= end; ++i)
  {
    if (a[i] < a[mini])
    {
    mini = i;
    }
    if (a[i] > a[maxi])
    {
    maxi = i;
    }
  }
  Swap(&a[begin], &a[mini]);
  if (maxi == begin)
  {
    maxi = mini;
  }
  Swap(&a[end], &a[maxi]);
  ++begin;
  --end;
  }
}

image.png


2.总结

直接选择排序的特性总结:

1. 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

2. 时间复杂度:O(N^2)

3. 空间复杂度:O(1)

4. 稳定性:不稳定


3. 堆排序



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。


1.代码实现

2.总结

堆排序的特性总结:

1. 堆排序使用堆来选数,效率就高了很多。

2. 时间复杂度:O(N*logN)

3. 空间复杂度:O(1)

4. 稳定性:不稳定

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