一、选择排序简介
选择排序(Selection Sort)是一种简单直观的排序算法,其基本思想是每次从未排序的部分选择最小(或最大)的元素,然后放到已排序部分的末尾。
实现过程如下:
工作原理:
- 扫描整个数组,找到最小的元素,并将其与数组的第一个元素交换位置。
- 接着,在剩余未排序的元素中找到最小的元素,将其与数组的第二个元素交换位置。
- 依次类推,直到整个数组排序完成。
详细步骤:
- 从数组的第一个元素开始,假设它是未排序部分的最小值。
- 依次与后面的元素比较,找到比当前最小值还小的元素,则更新最小值的位置。
- 找到未排序部分的最小值后,与未排序部分的第一个元素交换位置。
- 然后,将排序的范围扩展到下一个位置,重复上述步骤,直到所有元素都被排序。
二、选择排序图解
三、选择排序代码实现
选择排序代码部分实现:
通过自定义函数内部实现选择排序算法,my_selection函数接收一维数组array,元素总数num和string类型str,通过双for循环实现内循环记录最小值的下标,外循环遍历,最终实现从小到大或从大到小对整数元素的排序功能。
cpp
// 选择排序1
void my_selection(int array[], int num, string str) {
for (int i = 0; i < num - 1; ++i) {
int min_index = i; // 假设当前未排序部分的第一个元素是最小值的索引
for (int j = i + 1; j < num; ++j) {
if (str == "大") {
// 从小到大排序
if (array[j] < array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else if (str == "小") {
// 从大到小排序
if (array[j] > array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else {
cout << "非法字符,结束排序!" << endl;
return;
}
}
// 将找到的最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置
if (min_index != i) {
swap(array[i], array[min_index]);
}
}
}
// 选择排序2
void my_selection(int array[], int num, string str) {
for (int i = 0; i < num - 1; ++i) {
int min_index = i; // 假设当前未排序部分的第一个元素是最小值的索引
for (int j = i + 1; j < num; ++j) {
if (str == "大") {
// 从小到大排序
if (array[j] < array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else if (str == "小") {
// 从大到小排序
if (array[j] > array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else {
cout << "非法字符,结束排序!" << endl;
return;
}
}
// 将找到的最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置
if (min_index != i) {
int temp = array[i];
array[i] = array[min_index];
array[min_index] = temp;
}
}
}
select_sort.cpp完整代码:
cpp
#include <iostream>
#include <sstream>
#include <limits>
using namespace std;
// 函数声明
void my_input_number(int array[], int num);
int my_bubble(int array[], int num, string str);
void my_print(int array[], int num);
// 存储输入的数字到数组
void my_input_number(int array[], int num) {
cout << "请输入 " << num << " 个整数:";
for (int i = 0; i < num; ++i) {
cin >> array[i];
}
}
// 选择排序
void my_selection(int array[], int num, string str) {
for (int i = 0; i < num - 1; ++i) {
int min_index = i; // 假设当前未排序部分的第一个元素是最小值的索引
for (int j = i + 1; j < num; ++j) {
if (str == "大") {
// 从小到大排序
if (array[j] < array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else if (str == "小") {
// 从大到小排序
if (array[j] > array[min_index]) {
min_index = j;
}
} else {
cout << "非法字符,结束排序!" << endl;
return;
}
}
// 将找到的最小元素与未排序部分的第一个元素交换位置
if (min_index != i) {
swap(array[i], array[min_index]);
}
}
}
// 打印排序后的数组
void my_print(int array[], int num) {
cout << "排序后的数组:" << endl;
for (int i = 0; i < num; ++i) {
cout << array[i] << " ";
}
cout << endl;
}
int main() {
const int MAX_SIZE = 100; // 假设数组最大长度为100
int array[MAX_SIZE];
int num;
string str;
cout << "请输入数组长度:";
while (!(cin >> num) || num <= 0 || num > MAX_SIZE) {
cout << "无效的数组长度!请输入一个有效的正整数:";
cin.clear(); // 清除错误标志
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n'); // 清空输入缓冲区
}
cout << "请输入排序要求('大' 表示从小到大排序,'小' 表示从大到小排序):";
while (!(cin >> str) || (str != "大" && str != "小")) {
cout << "无效的排序要求!请输入 '大' 或 '小': ";
cin.clear(); // 清除错误标志
cin.ignore(numeric_limits<streamsize>::max(), '\n'); // 清空输入缓冲区
}
my_input_number(array, num); // 存储输入的数字到数组
my_selection(array, num, str); // 对数组进行排序
my_print(array, num); // 打印排序后的数组
return 0;
}
运行结果:
四、总结
小结:选择排序算法它每一轮排序过后在未排序部分选取最小(或最大)的元素,然后放到已排序部分的末尾,直到所有的元素都排序完毕,这种排序算法仿佛我在千万人海中挑一群人排队去滑稽,先挑出个子高的排在后面,然后再挑出稍微高的排在中间,最后挑出个子矮的排在前头。
时间复杂度:选择排序的时间复杂度为 ( O(n^2) ),其中 ( n ) 是数组的大小。这是因为每次选择都要扫描剩余未排序的部分。
空间复杂度:选择排序是一种原地排序算法,只需要常数级别的额外空间用于存储临时变量,空间复杂度为 ( O(1) )。
稳定性:选择排序是一种不稳定的排序算法,因为交换操作可能改变相同元素之间的相对顺序。