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数据结构和算法(Golang实现)(20)排序算法-选择排序

内容导读

互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了数据结构和算法(Golang实现)(20)排序算法-选择排序，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含5771字，纯文字阅读大概需要9分钟。

内容图文

选择排序

选择排序，一般我们指的是简单选择排序，也可以叫直接选择排序，它不像冒泡排序一样相邻地交换元素，而是通过选择最小的元素，每轮迭代只需交换一次。虽然交换次数比冒泡少很多，但效率和冒泡排序一样的糟糕。

选择排序属于选择类排序算法。

我打扑克牌的时候，会习惯性地从左到右扫描，然后将最小的牌放在最左边，然后从第二张牌开始继续从左到右扫描第二小的牌，放在最小的牌右边，以此反复。选择排序和我玩扑克时的排序特别相似。

一、算法介绍

现在有一堆乱序的数，比如：5 9 1 6 8 14 6 49 25 4 6 3。

第一轮迭代，从第一个数开始，左边到右边进行扫描，找到最小的数 1，与数列里的第一个数交换位置。

第二轮迭代，从第二个数开始，左边到右边进行扫描，找到第二小的数 3，与数列里的第二个数交换位置。

第三轮迭代，从第三个数开始，左边到右边进行扫描，找到第三小的数 4，与数列里的第三个数交换位置。

第N轮迭代：....

经过交换，最后的结果为：1 3 4 5 6 6 6 8 9 14 25 49，我们可以看到已经排好序了。

每次扫描数列找出最小的数，然后与第一个数交换，然后排除第一个数，从第二个数开始重复这个操作，这种排序叫做简单选择排序。

举个简单例子，选择排序一个 4 个元素的数列：4 2 9 1：

[]表示排好序

起始： 4 2 9 1  未排序数列从左扫描最小的数是 1，与第一个元素 4 交换，交换 1，4
一轮： [1] 2 9 4 未排序数列从左扫描最小的数是 2，不需要交换
二轮： [1 2] 9 4 未排序数列从左扫描最小的数是 4，与第三个元素 9 交换，交换 4，9
三轮： [1 2 4] 9 未排序数列只有 1 个数，结束
结果： [1 2 4 9]

比较的次数和冒泡排序一样多，因为扫描过程也是比较的过程，只不过交换的次数减少为每轮 1 次。最佳和最坏时间复杂度仍然是：O(n^2)。

选择排序是一个不稳定的排序算法，比如数组：[5 6 5 1]，第一轮迭代时最小的数是1，那么与第一个元素5交换位置，这样数字1就和数字5交换了位置，导致两个相同的数字5排序后位置变了。

二、算法实现

package main

import "fmt"

func SelectSort(list []int) {
    n := len(list)
    // 进行 N-1 轮迭代
    for i := 0; i < n-1; i++ {
        // 每次从第 i 位开始，找到最小的元素
        min := list[i] // 最小数
        minIndex := i  // 最小数的下标
        for j := i + 1; j < n; j++ {
            if list[j] < min {
                // 如果找到的数比上次的还小，那么最小的数变为它
                min = list[j]
                minIndex = j
            }
        }

        // 这一轮找到的最小数的下标不等于最开始的下标，交换元素
        if i != minIndex {
            list[i], list[minIndex] = list[minIndex], list[i]
        }
    }
}

func main() {
    list := []int{5, 9, 1, 6, 8, 14, 6, 49, 25, 4, 6, 3}
    SelectSort(list)
    fmt.Println(list)
}

每进行一轮迭代，我们都会维持这一轮最小数：min和最小数的下标：minIndex，然后开始扫描，如果扫描的数比该数小，那么替换掉最小数和最小数下标，扫描完后判断是否应交换，然后交换：list[i], list[minIndex] = list[minIndex], list[i]。

三、算法改进

上面的算法需要从某个数开始，一直扫描到尾部，我们可以优化算法，使得复杂度减少一半。

我们每一轮，除了找最小数之外，还找最大数，然后分别和前面和后面的元素交换，这样循环次数减少一半，如：

package main

import "fmt"

func SelectGoodSort(list []int) {
    n := len(list)

    // 只需循环一半
    for i := 0; i < n/2; i++ {
        minIndex := i // 最小值下标
        maxIndex := i // 最大值下标

        // 在这一轮迭代中要找到最大值和最小值的下标
        for j := i + 1; j < n-i; j++ {
            // 找到最大值下标
            if list[j] > list[maxIndex] {
                maxIndex = j // 这一轮这个是大的，直接 continue
                continue
            }
            // 找到最小值下标
            if list[j] < list[minIndex] {
                minIndex = j
            }
        }

        if maxIndex == i && minIndex != n-i-1 {
            // 如果最大值是开头的元素，而最小值不是最尾的元素
            // 先将最大值和最尾的元素交换
            list[n-i-1], list[maxIndex] = list[maxIndex], list[n-i-1]
            // 然后最小的元素放在最开头
            list[i], list[minIndex] = list[minIndex], list[i]
        } else if maxIndex == i && minIndex == n-i-1 {
            // 如果最大值在开头，最小值在结尾，直接交换
            list[minIndex], list[maxIndex] = list[maxIndex], list[minIndex]
        } else {
            // 否则先将最小值放在开头，再将最大值放在结尾
            list[i], list[minIndex] = list[minIndex], list[i]
            list[n-i-1], list[maxIndex] = list[maxIndex], list[n-i-1]
        }
    }
}

func main() {
    list := []int{5}
    SelectGoodSort(list)
    fmt.Println(list)

    list1 := []int{5, 9}
    SelectGoodSort(list1)
    fmt.Println(list1)

    list2 := []int{5, 9, 1}
    SelectGoodSort(list2)
    fmt.Println(list2)

    list3 := []int{5, 9, 1, 6, 8, 14, 6, 49, 25, 4, 6, 3}
    SelectGoodSort(list3)
    fmt.Println(list3)

    list4 := []int{5, 9, 1, 6, 8, 14, 6, 49, 25, 4, 6}
    SelectGoodSort(list4)
    fmt.Println(list4)
}

输出：

[5]
[5 9]
[1 5 9]
[1 3 4 5 6 6 6 8 9 14 25 49]
[1 4 5 6 6 6 8 9 14 25 49]

优化后的选择排序还是很慢，它很好理解，但是还是不建议在工程上使用。

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我是陈星星，欢迎阅读我亲自写的 数据结构和算法(Golang实现)，文章首发于 阅读更友好的GitBook。

内容总结

以上是互联网集市为您收集整理的数据结构和算法(Golang实现)(20)排序算法-选择排序全部内容，希望文章能够帮你解决数据结构和算法(Golang实现)(20)排序算法-选择排序所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。

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来源：【匿名】