基于Go语言实现选择排序算法及优化

Go语言实现选择排序算法 Go语言选择排序 Go 选择排序 2022-12-09 12:12:33 883人浏览八月长安

摘要

目录选择排序图片演示普通算法优化算法小结选择排序选择排序是一种简单的比较排序算法，它的算法思路是首先从数组中寻找最小（大）的元素，然后放到数组中的第一位，接下来继续从未排序的元素中

选择排序

选择排序是一种简单的比较排序算法，它的算法思路是首先从数组中寻找最小（大）的元素，然后放到数组中的第一位，接下来继续从未排序的元素中寻找最小（大）元素，然后放到已排序元素的末尾，依次类推，直到所有元素被排序。

图片演示

普通算法

import "fmt"

func main() {
    nums := [8]int{8, 2, 3, 1, 6, 5, 7, 4}
    fmt.Println("原数组：", nums)
    fmt.Println("--------------------------------")
    SelectionSort(nums)
}

func SelectionSort(nums [8]int) {
    for i := 0; i < len(nums)-1; i++ {
        minPos := i
        for j := i + 1; j < len(nums); j++ {
            if nums[minPos] > nums[j] {
                    minPos = j
            }
        }
        nums[i], nums[minPos] = nums[minPos], nums[i]
        fmt.Printf("第 %d 轮后：%v\n", i+1, nums)
    }
    fmt.Println("--------------------------------")
    fmt.Println("排序后的数组：", nums)
}

执行结果：

原数组： [8 2 3 1 6 5 7 4]
--------------------------------
第 1 轮后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 2 轮后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 3 轮后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 4 轮后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 5 轮后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 6 轮后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 7 轮后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
--------------------------------
排序后的数组： [1 2 3 4 5 6 7 8]

升序排序。
使用 i 变量表示最小元素的待放位置。
minPos 变量记录最小元素的的下标值，默认为 i。
通过变量 j 去寻找最小元素，j 从 i + 1 的位置开始寻找。
找到比 nums[minPos] 还小的元素，则将 j 的下标值赋给 minPos。
一轮下来，将最小元素的位置 minPos 与 i 的位置互换，然后继续下一轮寻找，直到所有元素都被排序。
该算法的时间复杂度为 O(N²)。

优化算法

普通算法是寻找最小值或最大值，然后放到指定位置。优化算法的改进点是同时寻找最小值和最大值。

import (
    "fmt"
)

func main() {
    nums := [4]int{3, 1, 4, 2}
    fmt.Println("原数组：", nums)
    fmt.Println("--------------------------------")
    SelectionSort(nums)
}

func SelectionSort(nums [4]int) {
    for left, right := 0, len(nums)-1; left <= right; {
        minPos := left
        maxPos := left
        for i := left + 1; i <= right; i++ {
            if nums[minPos] > nums[i] {
                minPos = i
            }
            if nums[maxPos] < nums[i] {
                maxPos = i
            }
        }
        nums[left], nums[minPos] = nums[minPos], nums[left]
        // 如果最大值刚好是在 left，待放最小值的位置，那么最大值就会被换走，所以需要判断一下
        if maxPos == left {
            maxPos = minPos
        }
        nums[right], nums[maxPos] = nums[maxPos], nums[right]
        fmt.Printf("第 %d 轮后：%v\n", left+1, nums)
        left++
        right--
    }
    fmt.Println("--------------------------------")
    fmt.Println("排序后的数组：", nums)
}

执行结果：

原数组： [8 2 3 1 6 5 7 4]
--------------------------------
第 1 轮后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 2 轮后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 3 轮后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 4 轮后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
--------------------------------
排序后的数组： [1 2 3 4 5 6 7 8]

left 变量表示待放最小值的位置，right 变量表示待放最大值的位置。minPos 记录最小值的下标值，maxPos 记录最大值的下标值，通过变量 i 去寻找最小值和最大值，寻找完毕后将它们进行交换。
有一个注意的地方是，如果最大值刚好是在 left ，待放最小值的位置，那么最大值就会被换到 minPos 的位置，所以需要判断一下，纠正下标值。
从执行结果来看，优化后的算法效率快了一倍，但是时间复杂度仍为 O(N²)。