Python排序算法（三）——選擇排序

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一、選擇排序（Selection sort）

　　選擇排序（Selection sort）是一種簡單直觀的排序算法。它的工作原理是每一次從待排序的數據元素中選出最小（或最大）的一個元素，存放在序列的起始位置，所以稱為：選擇排序。

1、原理

1. 1. 　　設第一個元素為比較元素，依次和后面的元素比較，比較完所有元素找到最小的元素，將它和第一個元素互換
   2. 　重復上述操作，我們找出第二小的元素和第二個位置的元素互換，以此類推找出剩余最小元素將它換到前面，即完成排序

2、舉例

　　　　　　舉個例子，假設我現在有一個數列需要使用冒泡來排序 [11, 99, 33 , 69, 77, 88, 55, 11, 33, 36,39, 66, 44, 22]，

　　　　 我們來看看使用冒泡的詳細步驟：

　　　　　　1、首先11作為比較元素和列表后面的所有元素比較，找到最小的11，並放在第一位，第一輪完了，列表

　　　　　　　　是  [11, 99, 33 , 69, 77, 88, 55, 11, 33, 36,39, 66, 44, 22]

　　　　　　2、然后，99作為比較元素，和后面的元素[33 , 69, 77, 88, 55, 11, 33, 36,39, 66, 44, 22]作比較，找到最小的11，

　　　　　　　　和第二位元素99交換位置，即第二輪比較完后，列表為   [11, 11, 33 , 69, 77, 88, 55, 99, 33, 36,39, 66, 44, 22]

　　　　　　3、第三輪比較完，22最小，和第三個元素33交換位置，列表變為  [11, 11, 22, 69, 77, 88, 55, 99, 33, 36,39, 66, 44, 33]

　　　　　　4、最終得到列表  [11, 11, 22, 33, 33, 36, 39, 44, 55, 66, 69, 77, 88, 99]

注：是一輪比較完后，找出最小的，再交換這個元素和對應輪數位置處的元素位置，每輪只交換一次。二冒泡排序是，沒比較一次，就交換一次位置，每輪要交換很多次。

 二、代碼

　　代碼用jupyternotebook實現

 　　實現思路： 使用雙重for循環，內層變量為i， 外層為j，在內層循環中不斷的比較相鄰的兩個值（j, j+1）的大小，如果j+1的值大於j的值，交換兩者位置，每循環一次，外層的i增加1，等到i等於(len(arr) - 1)的時候，結束循環

　　第一次看不懂很正常，不要灰心，下面是 jupyter 使用代碼的實現

def selection_sort(arr):
    """選擇排序"""
    # 第一層for表示循環選擇的遍數
    for i in range(len(arr) - 1):
        # 將起始元素設為最小元素
        min_index = i
        # 第二層for表示最小元素和后面的元素逐個比較
        for j in range(i + 1, len(arr)):
            if arr[j] < arr[min_index]:
                # 如果當前元素比最小元素小，則把當前元素角標記為最小元素角標
                min_index = j
        # 查找一遍后將最小元素與起始元素互換
        arr[min_index], arr[i] = arr[i], arr[min_index]
    return arr

selection_sort([11, 99, 33 , 69, 77, 88, 55, 11, 33, 36,39, 66, 44, 22])
#返回結果 [11, 11, 22, 33, 33, 36, 39, 44, 55, 66, 69, 77, 88, 99]

 

三、特點

　　　　

　　選擇排序和冒泡排序很類似，但是選擇排序每輪比較只會有一次交換，而冒泡排序會有多次交換，交換次數比冒泡排序少，就減少cpu的消耗，所以在數據量小的時候可以用選擇排序，實際適用的場合非常少。

1. 比較性：因為排序時元素之間需要比較，所以是比較排序

2. 穩定性：因為存在任意位置的兩個元素交換，比如[5,  8, 5, 2]，第一個5會和2交換位置，所以改變了兩個5原來的相對順序，所以為不穩定排序。

3. 時間復雜度：我們看到選擇排序同樣是雙層循環n*(n-1))，所以時間復雜度也為：O(n^2)

4. 空間復雜度：只需要常數個輔助單元，所以空間復雜度也為O(1)

5. 記憶方法：選擇對象要先選最小的，因為嫩，哈哈

結果　　　

　　Successfully ！！！

　　有趣的事，Python永遠不會缺席！還不來加我，瞅什么瞅。