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数据结构与算法-简单选择排序

数据结构与算法-简单选择排序

作者: Joker_King | 来源:发表于2020-05-19 10:49 被阅读0次

    爱炒股票短线的人,总是喜欢不断的买进卖出,想通过价差来实现盈利。但通常这种频繁操作的人,即使失误不多,也会因为操作的手续费和印花税过高而获利很少。还有一种做股票的人,他们很少出手,只是在不断的观察和判断,等到时机一到,果断买进或卖出。他们因为冷静和沉着,以及交易的次数少,而最终收益颇丰。

    冒泡排序的思想就是不断地在交换,通过交换完成最终的排序,这和做股票短线频繁操作的人是类似的。我们可不可以像只有在时机非常明确到来时才出手的股票高手一样,也就是在排序时找到合适的关键字再做交换,并且只移动一次就完成相应关键字的排序定位工作呢?这就是选择排序法的初步思想。

    选择排序的基本思想是每一趟在n-i+1(i=1,2,...,n-1)个记录中选取关键字最小的记录作为有序序列的第i个记录。我们这里先介绍的是简单选择排序法。

    简单选择排序算法

    简单选择排序法(Simple Selection Sort)就是通过n-i次关键字间的比较,从n-i+1个记录中选出关键字最小的记录,并和第i(1≤i≤n)个记录交换之。

    我们来看代码。

    /* 对顺序表L作简单选择排序 */
    void SelectSort(SqList *L)
    {
        int i, j, min;
        for (i = 1; i < L->length; i++)
        {
            /* 将当前下标定义为最小值下标 */
            min = i;                                
            /* 循环之后的数据 */
            for (j = i + 1; j <= L->length; j++)    
            {
                /* 如果有小于当前最小值的关键字 */
                if (L->r[min] > L->r[j])            
                /* 将此关键字的下标赋值给min */
                min = j;                            
            }
            /* 若min不等于i,说明找到最小值,交换 */
            if (i != min)                           
                /* 交换L->r[i]与L->r[min]的值 */
                swap(L, i, min);                    
        }
    }
    

    代码应该说不难理解,针对待排序的关键字序列是{9,1,5,8,3,7,4,6,2},对i从1循环到8。当i=1时,L.r[i]=9,min开始是1,然后与j=2到9比较L.r[min]与L.r[j]的大小,因为j=2时最小,所以min=2。最终交换了L.r[2]与L.r[1]的值。如下图所示,注意,这里比较了8次,却只交换数据操作一次。

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    当i=2时,L.r[i]=9,min开始是2,经过比较后,min=9,交换L.r[min]与L.r[i]的值。如下图所示,这样就找到了第二位置的关键字。

    image-20200519104442204

    当i=3时,L.r[i]=5,min开始是3,经过比较后,min=5,交换L.r[min]与L.r[i]的值。如下图所示。

    image-20200519104523576

    之后的数据比较和交换完全雷同,最多经过8次交换,就可完成排序工作。

    简单选择排序复杂度分析

    从简单选择排序的过程来看,它最大的特点就是交换移动数据次数相当少,这样也就节约了相应的时间。分析它的时间复杂度发现,无论最好最差的情况,其比较次数都是一样的多,第i趟排序需要进行n-i次关键字的比较,此时需要比较sigma(i=1, n-1, n-i)=(n-1)+(n-2)+...+1=n(n-1)/2次。而对于交换次数而言,当最好的时候,交换为0次,最差的时候,也就初始降序时,交换次数为n-1次,基于最终的排序时间是比较与交换的次数总和,因此,总的时间复杂度依然为O(n2)。

    应该说,尽管与冒泡排序同为O(n2),但简单选择排序的性能上还是要略优于冒泡排序。

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