选择排序

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选择排序法

   

   

它的工作原理如下：

   

首先在未排序序列中找到最小（大）元素，存放到排序序列的起始位置，

然后，再从剩余未排序元素中继续寻找最小（大）元素，然后放到已排

序序列的末尾。以此类推，直到所有元素均排序完毕

   

   

参考链接：

参考链接1，参考链接2，参考链接3

   

   

   

   

   

程序 1：使用模板编写算法

   

Student.h：

   

#ifndef STUDENT_H

#define STUDENT_H

   

//.h文件是不对外隐藏的，而.cpp文件在编译之后对外界进行了源代码的隐藏

#include <iostream>

#include <string>

using namespace std;

   

   

struct Student

{

string name;

int score;

   

//小于号的重载

bool operator<(const Student &otherStudent)

{

//当前学生的学分和其它学生（传入进来的学生）的学分进行比较

return score < otherStudent.score;

   

////在分数相同时，字母小的排在前面（即 字典序更靠前）

//return score != otherStudent.score ?

// score < otherStudent.score : name < otherStudent.name;

}

   

//输出运算符的重载

friend ostream &operator<<(ostream &os, const Student &student)

{

os << "Student：" << student.name << " " << student.score << endl;

return os;

}

};

   

   

#endif

   

   

   

SelectionSort.h：

   

#ifndef SELECTIONSORT_H

#define SELECTIONSORT_H

   

   

//选择排序：从小到大进行排序

template<typename T>

void selectionSort(T arr[], int n)

{

for (int i = 0; i < n; i++)

{

//寻找[i,n]区间里的最小值

int minIndex = i;

   

for (int j = i + 1; j < n; j++)

{

if (arr[j] < arr[minIndex])

{

minIndex = j;

}

}

//swap()函数：交换两个值，对于swap()函数来说：

//在C++ 11标准中，它就在std标准命名空间中，即 标准库中，不用包含其它

//如果是比较老的标准，它在algorithm库中，需要include <algorithm>

swap(arr[i], arr[minIndex]);

}

}

   

   

#endif

   

   

   

main.cpp：

   

#include "Student.h"

#include "SelectionSort.h"

   

   

int main()

{

int a[] = { 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1 };

selectionSort(a,10);

for (int i = 0; i < 10; i++)

{

cout << a[i] << " ";

}

cout << endl;

   

   

float b[] = { 4.4, 3.3, 2.2, 1.1 };

selectionSort(b, 4);

for (int i = 0; i < 4; i++)

{

cout << b[i] << " ";

}

cout << endl;

   

   

string c[] = { "D", "C", "B", "A" };

selectionSort(c, 4);

for (int i = 0; i < 4; i++)

{

cout << c[i] << " ";

}

cout << endl;

   

   

Student d[] = { { "D", 90 }, { "C", 100 }, { "B", 95 }, { "A", 95 } };

selectionSort(d, 4);

for (int i = 0; i < 4; i++)

{

cout << d[i];

}

cout << endl;

   

   

system("pause");

return 0;

}

   

   

运行一览：

   

   

   

   

   

   

   

   

程序 2：随机生成算法测试用例，并测试算法的性能

   

SortTestHelper.h：

   

#ifndef SORTTESTHELPER_H

#define SORTTESTHELPER_H

   

#include <iostream>

#include <string>

#include <ctime>

#include <cassert>

using namespace std;

   

   

//辅助排序测试

namespace SortTestHelper

{

   

//生成测试数据（测试用例）,返回一个随机生成的数组：

//生成有n个元素的随机数组，每个元素的随机范围为[rangeL,rangeR]

int *generateRandomArray(int n, int rangeL, int rangeR)

{

//默认rangeL要小于等于rangeR

assert(rangeL <= rangeR);

   

int *arr = new int[n];

   

//对于数组中的每一个元素，将之随机成为rangeL和rangeR之间的随机数

//先设置随机种子：这里将当前的时间作为种子来进行随机数的设置

srand(time(NULL));

   

for (int i = 0; i < n; i++)

{

//rand()函数+百分号+数的范围，即 取中间的一个随机整数，再加上rangeL即可

arr[i] = rand() % (rangeR - rangeL + 1) + rangeL;

}

return arr;

}

   

   

//生成一个近乎有序的数组

int *generateNearlyOrderedArray(int n, int swapTimes)

{

//先生成完全有序的数组

int *arr = new int[n];

for (int i = 0; i < n; i++)

{

arr[i] = i;

}

   

//以当前时间为随机种子

srand(time(NULL));

   

//再随机挑选几对元素进行交换，就是一个近乎有序的数组了

for (int i = 0; i < swapTimes; i++)

{

int posx = rand() % n;

int posy = rand() % n;

swap(arr[posx], arr[posy]);

}

   

return arr;

}

   

   

template<typename T>

void printArray(T arr[], int n)

{

for (int i = 0; i < n; i++)

{

cout << arr[i] << " ";

}

cout << endl;

}

   

   

//经过排序算法排序后，再次确认是否已经完全排序

template<typename T>

bool isSorted(T arr[], int n)

{

for (int i = 0; i < n - 1; i++)

{

if (arr[i]>arr[i + 1])

{

return false;

}

}

return true;

}

   

   

//衡量一个算法的性能如何，最简单的方式就是看这个算法在特定数据集上的执行时间

//（1）传入排序算法的名字，方便打印输出

//（2）传入排序算法本身，即函数指针

//（3）传入测试用例：数组和元素个数

template<typename T>

void testSort(string sortName, void(*sort)(T[], int), T arr[], int n)

{

//在排序前后分别调用clock()函数

//时间差就是该排序算法执行的时钟周期的个数

clock_t startTime = clock();

sort(arr, n);

clock_t endTime = clock();

   

assert(isSorted(arr, n));

   

//endTime 减去 startTime 转为double类型，除以 CLOCKS_PER_SEC，其中：

//

//CLOCKS_PER_SEC 是标准库中定义的一个宏，表示每一秒钟所运行的时钟周期

//的个数，而(endTime-startTime)返回的是运行了几个时钟周期

//

//这样，最终的结果就是在这段时间中程序执行了多少秒

cout << sortName << "：" << double(endTime - startTime) / CLOCKS_PER_SEC

<< "s" << endl;

}

   

   

//复制数组

int *copyIntArray(int a[], int n)

{

int *arr = new int[n];

//copy()函数在std中：

//第一个参数是原数组的头指针，

//第二个参数是原数组的尾指针，

//第三个参数是目的数组的头指针

//

//注意：copy()函数运行时会报错，需要在：

//项目->属性->配置属性->C/C++->预处理器->预处理器定义

//在其中添加：_SCL_SECURE_NO_WARNINGS

copy(a, a + n, arr);

return arr;

}

}

   

#endif

   

   

   

SelectionSort.h：

   

#ifndef SELECTIONSORT_H

#define SELECTIONSORT_H

   

   

//选择排序：从小到大进行排序

template<typename T>

void selectionSort(T arr[], int n)

{

for (int i = 0; i < n; i++)

{

//寻找[i,n]区间里的最小值

int minIndex = i;

   

for (int j = i + 1; j < n; j++)

{

if (arr[j] < arr[minIndex])

{

minIndex = j;

}

}

//swap()函数：交换两个值，对于swap()函数来说：

//在C++ 11标准中，它就在std标准命名空间中，即 标准库中，不用包含其它

//如果是比较老的标准，它在algorithm库中，需要include <algorithm>

swap(arr[i], arr[minIndex]);

}

}

   

   

#endif

   

   

   

main.cpp：

   

#include "SortTestHelper.h"

#include "SelectionSort.h"

   

   

int main()

{

//当n扩大10倍时，排序用时就会扩大100倍

//即选择排序的时间复杂度是O(n^2)级别的

//（所消耗的时间和数据之间是成平方关系的）

int n = 10000;

int *arr = SortTestHelper::generateRandomArray(n, 0, n);

   

SortTestHelper::testSort("Selection Sort", selectionSort, arr, n);

//SortTestHelper::printArray(arr, n);

delete[]arr;

arr = NULL;

   

system("pause");

return 0;

}

   

   

运行一览：

   

   

   

   

   

   

   

   

   

   

【made by siwuxie095】