C语言 选择排序
一、算法描述
选择排序是从待排序数组中通过比较选择最小（最大）的元素，将其放在数组的前面（后面）。重复遍历选择多次直到数组有序。遍历一次即找到当前未排序数组的最小（最大）值，那么剩下最后一个元素一定是最大（最小）的，最后一次遍历就不需要了，假设数组大小未n，就要遍历 n - 1次，也即是外层循环。在每次遍历后还要遍历未排序数组，也即是内层循环。
动图如下：
黄色部分代表已排序数组，蓝色部分代表未排序数组
核心代码如下：
/**
* @brief 选择排序
*
* @param arr 待排序的数组
* @param size 数组大小
*/
static void selection_sort(int *arr, const int size)
{
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
int min_index = i;
for (int j = i + 1; j < size; j++)
if (arr[j] < arr[min_index])
min_index = j;
if (i != min_index)
swap(arr + i, arr + min_index);
}
}
每次遍历都默认未排序数组的第一个元素为最小值，注意 min_index 变量记录的只是最小值的索引而不是真实的值，以便后续比较后可以更改最小值索引，第 15 行的交换操作才是真实的值。
二、算法分析
- 时间复杂度：O(N2)，两层循环
- 空间复杂度：O(1)，交换元素时只使用了一个临时变量
- 最好情况：O(N2)，无论什么数据进去都要完全遍历
- 最坏情况：O(N2)，无论什么数据进去都要完全遍历
- 稳定性：不稳定，例如：5, 3, 5, 2, 6 第一次遍历后变为 2, 3, 5, 5, 6 改变了两个 5 的相对位置
三、完整代码
/**
* @file selection_sort.c
* @date 2022-01-17
* @author Pineapple (pineapple_cpp@163.com)
*
* @brief 选择排序
*/
#include <assert.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
/**
* @brief 交换两个值
*
* @param pos 当前数组中第一个元素
* @param min 当前数组中最小的元素
*/
static inline void swap(int *pos, int *min)
{
int temp = *pos;
*pos = *min;
*min = temp;
}
/**
* @brief 选择排序
*
* @param arr 待排序的数组
* @param size 数组大小
*/
static void selection_sort(int *arr, const int size)
{
for (int i = 0; i < size - 1; i++) {
int min_index = i;
for (int j = i + 1; j < size; j++)
if (arr[j] < arr[min_index])
min_index = j;
if (i != min_index)
swap(arr + i, arr + min_index);
}
}
/**
* @brief 测试函数
*
*/
static void test()
{
const int size = rand() % 500; // 随机数组大小
int *arr = (int *)calloc(size, sizeof(int));
// 生成 -50 到 49 之间的随机数
for (int i = 0; i < size; i++)
arr[i] = (rand() % 100) - 50;
selection_sort(arr, size);
for (int i = 0; i < size - 1; ++i)
assert(arr[i] <= arr[i + 1]);
free(arr);
}
int main(void)
{
// 初始化随机数种子
srand(time(NULL));
test();
return 0;
}
参考：
若你喜欢我的文章，欢迎关注👇点赞👇评论👇收藏👇 谢谢支持！！！
