【初探】选择排序 学习笔记

时间:2021-07-04 22:07:46

选择排序(Selection sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理如下。比如在一个长度为N的无序数组中,在第一趟遍历N个数据,找出其中最小的数值与第一个元素交换,第二趟遍历剩下的N-1个数据,找出其中最小的数值与第二个元素交换……第N-1趟遍历剩下的2个数据,找出其中最小的数值与第N-1个元素交换,至此选择排序完成。

简单排序处理流程

(1)从待排序序列中,找到关键字最小的元素;

(2)如果最小元素不是待排序序列的第一个元素,将其和第一个元素互换;

(3)从余下的 N - 1 个元素中,找出关键字最小的元素,重复(1)、(2)步,直到排序结束。

【初探】选择排序  学习笔记

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如图所示,每趟排序中,将当前第 i 小的元素放在位置 i 上。

选择排序的主要优点与数据移动有关。如果某个元素位于正确的最终位置上,则它不会被移动。选择排序每次交换一对元素,它们当中至少有一个将被移到其最终位置上,因此对n个元素的表进行排序总共进行至多n-1次交换。在所有的完全依靠交换去移动元素的排序方法中,选择排序属于非常好的一种。

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复杂度分析

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选择排序的交换操作介于【初探】选择排序  学习笔记【初探】选择排序  学习笔记次之间。选择排序的比较操作为【初探】选择排序  学习笔记次之间。选择排序的赋值操作介于和【初探】选择排序  学习笔记次之间。

比较次数O(n^2),比较次数与关键字的初始状态无关,总的比较次数N=(n-1)+(n-2)+…+1=n*(n-1)/2。 交换次数O(n),最好情况是,已经有序,交换0次;最坏情况是,逆序,交换n-1次。 交换次数比冒泡排序少多了,由于交换所需CPU时间比比较所需的CPU时间多,n值较小时,选择排序比冒泡排序快。

平均时间复杂度:O(n2), 这就意味值在n比较小的情况下,算法可以保证一定的速度,当n足够大时,算法的效率会降低。并且随着n的增大,算法的时间增长很快。因此使用时需要特别注意。

稳定性:不稳定 (比如序列【5, 5, 3】第一趟就将第一个[5]与[3]交换,导致第一个5挪动到第二个5后面)

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时间复杂度

简单选择排序的比较次数与序列的初始排序无关。 假设待排序的序列有 N 个元素,则比较次数总是N (N - 1) / 2。

而移动次数与序列的初始排序有关。当序列正序时,移动次数最少,为 0.

当序列反序时,移动次数最多,为3N (N - 1) / 2。

所以,综合以上,简单排序的时间复杂度为 O(N2)。

空间复杂度

简单选择排序需要占用 1 个临时空间,在交换数值时使用,O(1) (用于交换和记录索引)