选择排序的原理详解与 C 语言实现

选择排序（Selection Sort）是一种简单直观的排序算法。它的主要思想是每次从未排序的部分中选择最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾，直到所有元素都已排序。选择排序的时间复杂度是 (O(n^2))，其中 (n) 是数组的长度，因此在大多数情况下，选择排序并不适用于处理大规模的数据。

选择排序的步骤

1. 从未排序部分中找到最小（或最大）的元素。
2. 将该元素与未排序部分的第一个元素交换位置。
3. 重复上述步骤，直到所有元素都已排序。

选择排序的优缺点

优点

• 简单易懂，容易实现。
• 不需要额外的存储空间，是一种原地排序算法（in-place sort）。

缺点

• 时间复杂度高，为 (O(n^2))，不适合大型数据集。
• 无论输入数据是否有序，执行时间都是一样的，没有利用已有的有序信息。

C 语言实现选择排序

#include <stdio.h>

// 函数声明
void selectionSort(int arr[], int n);
void swap(int *xp, int *yp);
void printArray(int arr[], int size);

int main() {
    int arr[] = {64, 25, 12, 22, 11};
    int n = sizeof(arr) / sizeof(arr[0]);
    printf("未排序的数组: \n");
    printArray(arr, n);
    
    selectionSort(arr, n);
    
    printf("排序后的数组: \n");
    printArray(arr, n);
    
    return 0;
}

// 选择排序函数
void selectionSort(int arr[], int n) {
    int i, j, min_idx;
    
    // 一一遍历数组
    for (i = 0; i < n-1; i++) {
        // 将当前下标设为最小值下标
        min_idx = i;
        
        // 在未排序部分找到最小值的下标
        for (j = i+1; j < n; j++) {
            if (arr[j] < arr[min_idx]) {
                min_idx = j;
            }
        }
        
        // 将最小值与未排序部分的第一个元素交换位置
        swap(&arr[min_idx], &arr[i]);
    }
}

// 交换两个整数值的函数
void swap(int *xp, int *yp) {
    int temp = *xp;
    *xp = *yp;
    *yp = temp;
}

// 打印数组的函数
void printArray(int arr[], int size) {
    int i;
    for (i = 0; i < size; i++) {
        printf("%d ", arr[i]);
    }
    printf("\n");
}

代码解释

1. 函数声明：

   • selectionSort(int arr[], int n)：排序函数，参数是数组和数组长度。
   • swap(int *xp, int *yp)：交换函数，用于交换两个整数的值。
   • printArray(int arr[], int size)：打印数组函数，用于输出数组的内容。

2. main 函数：

   • 初始化一个数组 arr，并计算其长度 n。
   • 打印未排序的数组。
   • 调用 selectionSort 函数进行排序。
   • 打印排序后的数组。

3. selectionSort 函数：

   • 遍历数组，每次找到未排序部分的最小值，将其与未排序部分的第一个元素交换。
   • 使用内嵌循环来查找最小值的下标 min_idx。

4. swap 函数：

   • 使用指针交换两个整数的值。

5. printArray 函数：

   • 遍历数组并打印每个元素。