C语言---排序算法2---选择排序法

文章目录

算法原理
代码实现
执行过程示例
特点
优缺点对比
适用场景

算法原理

选择排序是一种基于比较的简单排序算法，其核心思想是：

1、每次从未排序部分选择最小（或最大）元素。

2、将其放到已排序部分的末尾。

3、重复上述过程，直到所有元素有序。

代码实现

bash 复制代码

#include <stdio.h>

// 选择排序函数
void selectionSort(int arr[], int n) {
    for (int i = 0; i < n - 1; i++) { // 外层循环控制已排序部分的末尾
        int min_idx = i; // 假设当前位置为最小值索引
        
        // 内层循环寻找未排序部分的最小值
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[min_idx]) {
                min_idx = j; // 更新最小值索引
            }
        }
        
        // 将最小值交换到已排序部分的末尾
        if (min_idx != i) { // 避免不必要的交换
            int temp = arr[i];
            arr[i] = arr[min_idx];
            arr[min_idx] = temp;
        }
    }
}

// 测试代码
int main() {
    int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    
    selectionSort(arr, n);
    printf("排序结果: ");
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    return 0;
}

执行过程示例

以数组 $5, 2, 9, 1, 5$ 为例：

bash 复制代码

初始数组: [5, 2, 9, 1, 5]
第1轮: 
  - 找到最小值 1（索引 3），交换到位置 0 → [1, 2, 9, 5, 5]
第2轮: 
  - 剩余部分 [2, 9, 5, 5]，最小值 2（索引 1），无需交换 → [1, 2, 9, 5, 5]
第3轮: 
  - 剩余部分 [9, 5, 5]，最小值 5（索引 3），交换到位置 2 → [1, 2, 5, 9, 5]
第4轮: 
  - 剩余部分 [9, 5]，最小值 5（索引 4），交换到位置 3 → [1, 2, 5, 5, 9]

特点

原地排序：仅需常数级额外空间（O(1)）。

不稳定排序：相同元素的相对位置可能改变（如 $5, 5, 2$ 中第一个 5 会被交换到后面）。

时间复杂度：始终为 O(n²)（无论输入是否有序）。

优缺点对比

优点	缺点
实现简单，代码直观	时间复杂度始终为 O(n²)
交换次数少（最多 n-1 次）	不适合大规模数据排序
空间复杂度低（O(1)）	不稳定排序（可能改变相同元素顺序）

适用场景

1、小规模数据排序（如 n < 1000）。

2、内存受限环境（如嵌入式系统）。

3、教学示例（理解排序算法的基本思想）。