排序之选择排序（C# C++）

[1 选择排序](#1 选择排序)

[2 排序原理](#2 排序原理)

[3 排序步骤](#3 排序步骤)

[4 代码示例](#4 代码示例)

4-1 C#代码示例

[4-2 C++代码示例](#4-2 C++代码示例)

1 选择排序

选择排序（Selection Sort）是一种简单直观的排序算法，它的基本思想是每一轮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 排序原理

选择排序的核心原理是通过不断地选择最小（或最大）元素并将其放置到合适的位置，逐步构建有序序列。具体来说，它会将数组分为已排序部分和未排序部分，初始时已排序部分为空，未排序部分为整个数组。每一轮排序会从未排序部分中找出最小（或最大）的元素，然后将其与未排序部分的第一个元素交换位置，这样就使得已排序部分的长度增加 1，未排序部分的长度减少 1，重复这个过程直到未排序部分为空。

3 排序步骤

下面以升序排序为例说明选择排序的步骤：

初始状态 ：给定一个包含 n 个元素的数组 arr，初始时整个数组都是未排序部分。
第一轮选择 ：
- 从数组的第一个元素开始，遍历整个数组，找出最小的元素。
- 记录最小元素的索引。
- 将最小元素与数组的第一个元素交换位置。此时，数组的第一个元素已经排好序，已排序部分包含 1 个元素，未排序部分包含 n - 1 个元素。
第二轮选择 ：
- 从数组的第二个元素开始，遍历剩余的未排序部分，找出最小的元素。
- 记录最小元素的索引。
- 将最小元素与数组的第二个元素交换位置。此时，数组的前两个元素已经排好序，已排序部分包含 2 个元素，未排序部分包含 n - 2 个元素。
重复选择过程：重复上述步骤，直到未排序部分只剩下一个元素。此时，整个数组就已经排好序。

4 代码示例

4-1 C#代码示例

cs 复制代码

using System;

namespace ConsoleApplication1
{
    internal class Program
    {
        private static void SelectionSort(int[] arr)
        {
            if (arr == null || arr.Length < 2) return;
            for (int i = 0; i < arr.Length - 1; i++)
            {
                int minIndex = i;
                for (int j = i + 1; j < arr.Length; j++)
                    minIndex = arr[j] < arr[minIndex] ? j : minIndex;
                Swap(arr,i,minIndex);
            }
        }
        private static void Swap(int[] arr, int i, int j)
        {
            if (i!= j)      
            {
                arr[i] ^= arr[j];
                arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
                arr[i] ^= arr[j];
            }
        }
        public static void Main(string[] args)
        {
            int[] arr = { 2, 5, 7, 9, 3, 1, 4, 6, 8 };
            SelectionSort(arr);
            foreach (var value in arr)
                Console.WriteLine(value);
        }
    }
}

运行结果：

4-2 C++代码示例

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <vector>

// 交换向量中两个位置元素的函数
void Swap(std::vector<int>& arr, int i, int j) {
    if (i != j) {
        arr[i] ^= arr[j];
        arr[j] = arr[i] ^ arr[j];
        arr[i] ^= arr[j];
    }
}

// 选择排序函数
std::vector<int> SelectionSort(std::vector<int> arr) {
    if (arr.size() < 2) {
        return arr;
    }
    for (size_t i = 0; i < arr.size() - 1; ++i) {
        size_t minIndex = i;
        for (size_t j = i + 1; j < arr.size(); ++j) {
            if (arr[j] < arr[minIndex]) {
                minIndex = j;
            }
        }
        Swap(arr, static_cast<int>(i), static_cast<int>(minIndex));
    }
    return arr;
}

int main() {
    std::vector<int> arr = { 2, 5, 7, 9, 3, 1, 4, 6, 8 };
    arr = SelectionSort(arr);
    for (int value : arr) {
        std::cout << value << std::endl;
    }
    return 0;
}

运行结果：