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算法与数据结构系列 ( 三 ) - 选择排序法 - Select

算法与数据结构系列 ( 三 ) - 选择排序法 - Select

作者: NiceYu | 来源:发表于2020-05-29 13:09 被阅读0次

    前言

    首先我们玩的是比较经典的选择排序
    选择排序也是我们本系列的第一个 O(n^2) 算法
    很多人认为最优的算法是 O(n log n) 级别的算法

    这样就衍生出了一个问题

    为什么要理解 O(n^2) 级别的算法?

    • 基础:
      O(n^2) 相对而言比较基础,由简入难。很多时候我们做项目,或者是做其他业务的时候。我们可能找不到最优的解决办法,但是我们肯定会一种最简单的办法。我们先将功能实现,再进行优化。可能相对而言,会有一些性能上面的问题。但是随着我们慢慢优化,我们也会慢慢找到新的,更优秀的方式
    • 容易实现:
      有些情况下,我们借用算法的思想去做项目的时候。因为本身达不到 O(n log n) 级别,那么这个时候,我们可以选择相对简单,和容易实现的级别。如: O(n^2)
    • 简单有效:
      某些特殊情况下,简洁有效
    • 由简入难:
      简单的排序算法思想,可以衍生出复杂的排序算法。这也是我写这个系列的原因,可能很多人,做了好几年的业务,也不一定用到算法。但是你的某些行为可能恰恰就是算法思想

    废话不多说,直接开始了

    插入排序,先简单了解一下思路

    • 首先我们有这么一段数据,我们需要将他们重新整合有序
      | 7 | 2 | 1 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    第一次排序
    • 用选择排序的思路就是先找到,最小数 1
      | 7 | 2 | 1 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    • 然后将现在的坐标 1 的数值进行一次交换
      7 进行交换位置 1
    • 经过此次交换后,得到以下数据。并且 1 也是最终位置
      | 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    第二次排序
    • 然后我们再找到此时的最小数 2
      | 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    • 我们发现 2, 就在最终位置。我们可以简单一点,直接不动
    • 经过此次交换后,得到以下数据。并且 2 也是最终位置
      | 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    第三次排序
    • 然后我们继续在当前数据中继续寻找第三个,最小数 3,当前位置第一是 7
      | 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
    • 然后将现在的坐标 3 的数值进行一次交换
      7 进行交换位置 3
    • 此时数据是这样的
      | 1 | 2 | 3 | 5 | 4 | 6 | 9 | 7 | 8 |
    第四次排序
    • 然后我们继续在当前数据中继续寻找第四个,最小数 4,当前位置第一是 5
    • 5 进行交换位置 4
    • 此时数据是这样的
      | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 9 | 7 | 8 |

    TimAutumnWind (转载请注明出处 https://learnku.com/users/48310

    此后一直以此类推,直至到底

    实现一下代码,第一步

    • 生成数组,同时把生成数组的耗时记录一下
      /** 记录开始时间 */
      $timeStart =   millisecond();
      /** 生成一个 100 的随机数组,从 1 开始到 100 */
      $sort =   generateSort($num,1,$num);
      /** 记录结束时间 */
      $timeEnd =   millisecond();
      /** 结束时间 - 开始时间,以后不再申明 */
      var_dump('生成数组需要时间:'. ($timeEnd - $timeStart) . " / ms");
    

    第二步

    • 进行排序,同时把排序性能耗时记录一下
    • tips: 在 php 当中,while 要比 for快一丢丢
    • 至于为什么这里用 for,可能是博主不会用while
    /**
      * 选择排序操作方法 - for
      * @param $sort
      * @param $n
      * @return mixed
      */
    function get_select_sort_for($sort,$n){
        /** 将数据循环一次 */
        for($i = 0;$i < $n;$i++){
            /** 寻找数据中的最小值,同时跨过第一个元素 */
            for($j = $i + 1;$j < $n;$j++){
                /** 通过循环对比得到最小值 */
                if($sort[$i] > $sort[$j]){
                    /** 
                      * 将最小值和当前的第一个元素进行位置交换
                      * php 没有位置交换的函数,所以简单一点,先取出,再覆盖
                      */
                    $item = $sort[$i];
                    $sort[$i]   = $sort[$j];
                    $sort[$j]   = $item;
                }
            }
        }  
        return $sort;
    }
    
    • 博主不会用while
    /**
      * 选择排序操作方法 - while
      * @param $sort
      * @param $n
      * @return mixed
      */
    function get_select_sort_while($sort,$n){
        $i = 0;
        while($i < $n){
            $j = $i + 1;
            while($j < $n){
                if($sort[$i] > $sort[$j]){
                    $item = $sort[$i];
                    $sort[$i]   = $sort[$j];
                    $sort[$j]   = $item;
                }
            $j++;
            }
        $i++;
        }
        return $sort;
    }
    

    第三步

    • 验证数组是否正确,记录时间
    /** 记录排序开始时间 */
    $sortStart   =   millisecond();
    /** 调用上面的排序方法 */
    $result =   get_select_sort_for($sort,$num);
    /** 记录排序结束时间 */
    $sortEnd = millisecond();
    var_dump('排序耗时:'. ($sortEnd - $sortStart) . " / ms");
    /** 验证是否有序 */
    $msg    =   isSort($result) ? 'Yes':'No';
    var_dump('排序是否正确 ? :' . $msg);
    var_dump('本次排序大小:'. $num);
    

    第四步

    • 基本就是这样,简简单单的完成了。
    • 如果有疑问,或者写错的地方,请在下面评论留言
    • 大家加油

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