十大经典排序算法——选择排序和冒泡排序

一、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全部排完。

2.直接选择排序

(1) 在元素集合arr $i$ --- arr $n - 1$ 中选择关键妈的最大（小）的数据元素

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

(3) 在剩余的arr $i$ --- arr $n - 2$ （arr $i + 1$ --- arr $n - 1$ ）集合中，重复上述步骤，知道集合剩余1个元素

3.直接选择排序的特性总结

(1**)直接选择排序的效率不高，实际中很少用**

(2)时间复杂度：

(3)空间复杂度：

(4)稳定性：不稳定

4.图示

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//选择排序
void SelectSort2(int* arr, int n)
{
	for (int j = 0; j < n; j++)
	{
		for (int i = j + 1; i < n; i++)
		{
			if (arr[i] < arr[j])
			{
				swap(&arr[j], &arr[i]);
			}
		}
	}
}

5.选择排序优化

用begin和end来做边界，maxi和mini来记录数组中最大值和最小值的下标。

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//选择排序优化
void SelectSort(int* arr, 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 (arr[i] < arr[mini])
			{
				mini = i;

			}
			if (arr[i] > arr[maxi])
			{
				maxi = i;
			}
		}
		swap(&arr[mini], &arr[begin]);
		if (begin == maxi)
		{
			maxi = mini;
		}
		swap(&arr[maxi], &arr[end]);

		--end;
		++begin;
	}
}

二、冒泡排序

冒泡排序是一种简单的排序算法。它重复地走访过要排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把它们交换过来。走访数列的工作是重复地进行直到没有在需要交换，也就是说该数列已经排序完成。这个算法的名字由来是应为越小的元素会经由交换慢慢"浮"到数列的顶端。

1.算法描述

(1) 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换它们两个

(2) 对每一对相邻元素作相同的工作，从第一对到结尾最后一对，这样在最后的元素就是最大的数

(3)针对所有的元素重复以上的步骤

(4)重复步骤1---3，直到排序完成

2.动图演示

3.代码演示

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//冒泡排序  
// O(N^2)最坏
// O(N)最好
void swap(int* p1, int* p2)
{
	int tmp = *p1;
	*p1 = *p2;
	*p2 = tmp;
}
void BubbleSort(int* arr, int n)
{
	for (int j = 0; j < n; j++)
	{
		int flag = 0;//用来记录是否发生交换
		for (int i = 0; i < n - 1; i++)
		{
			if (arr[i] > arr[i + 1])
			{
				swap(&arr[i], &arr[i + 1]);
				flag = 1;
			}
		}

		if (flag == 0)
		{//一趟下来没有交换，说明已经有序，跳出循环  
			break;
		}
	}
}

三、选择排序与冒泡排序效率对比

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void TestOP()
{
	srand(time(0));
	const int N = 50000;
	int* a1 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);
	int* a2 = (int*)malloc(sizeof(int) * N);

	for (int i = 0; i < N; ++i)
	{
		a1[i] = a1[i];
		a2[i] = a1[i];

	}

	int begin1 = clock();
	SelectSort(a3, N);
	int end1 = clock();

	int begin2 = clock();
	BubbleSort(a6, N);
	int end2 = clock();

	printf("SelectSort:%d\n", end1 - begin1);
	printf("BubbleSort:%d\n", end2 - begin2);

	free(a1);
	free(a2);

}


int main()
{
	int arr[] = { 9,1,2,5,7,4,6,3,8 };
	int sz = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
	TestOP();
	return 0;
}

对50000个随机数进行排序，两种排序所用时间如下图：