算法与数据结构系列 ( 三 ) - 选择排序法 - Select Sort

wulaxiaohei

2020-05-05

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前言

首先我们玩的是比较经典的选择排序
选择排序也是我们本系列的第一个 O(n^2) 算法
很多人认为最优的算法是 O(n log n) 级别的算法

这样就衍生出了一个问题

为什么要学习 `O(n^2)` 级别的算法？

基础：

O(n^2) 相对而言比较基础，由简入难。很多时候我们做项目，或者是做其他业务的时候。我们可能找不到最优的解决办法，但是我们肯定会一种最简单的办法。我们先将功能实现，再进行优化。可能相对而言，会有一些性能上面的问题。但是随着我们慢慢优化，我们也会慢慢找到新的，更优秀的方式

容易实现：

有些情况下，我们借用算法的思想去做项目的时候。因为本身达不到 O(n log n) 级别，那么这个时候，我们可以选择相对简单，和容易实现的级别。如： O(n^2)

简单有效：

某些特殊情况下，简洁有效

由简入难：

简单的排序算法思想，可以衍生出复杂的排序算法。这也是我写这个系列的原因，可能很多人，做了好几年的业务，也不一定用到算法。但是你的某些行为可能恰恰就是算法思想

废话不多说，直接开始了

插入排序，先简单了解一下思路

首先我们有这么一段数据，我们需要将他们重新整合有序

| 7 | 2 | 1 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |

第一次排序

用选择排序的思路就是先找到，最小数 1
| 7 | 2 | 1 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |

然后将现在的坐标 1 的数值进行一次交换

7进行交换位置1

经过此次交换后，得到以下数据。并且 1 也是最终位置

| 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |

第二次排序

然后我们再找到此时的最小数 2
| 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
我们发现 2, 就在最终位置。我们可以简单一点，直接不动
经过此次交换后，得到以下数据。并且 2 也是最终位置
| 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |

第三次排序

然后我们继续在当前数据中继续寻找第三个，最小数 3，当前位置第一是 7
| 1 | 2 | 7 | 5 | 4 | 6 | 9 | 3 | 8 |
然后将现在的坐标 3 的数值进行一次交换
7进行交换位置3
此时数据是这样的
| 1 | 2 | 3 | 5 | 4 | 6 | 9 | 7 | 8 |

第四次排序

然后我们继续在当前数据中继续寻找第四个，最小数 4，当前位置第一是 5
5进行交换位置4
此时数据是这样的
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 9 | 7 | 8 |

此后一直以此类推，直至到底

实现一下代码，第一步#

生成数组，同时把生成数组的耗时记录一下

/** 记录开始时间 */
$timeStart =   millisecond();
/** 生成一个 100 的随机数组，从 1 开始到 100 */
$sort =   generateSort($num,1,$num);
/** 记录结束时间 */
$timeEnd =   millisecond();
/** 结束时间 - 开始时间，以后不再申明 */
var_dump(‘生成数组需要时间：‘. ($timeEnd - $timeStart) . " / ms");

第二步

进行排序，同时把排序性能耗时记录一下
tips：在 php 当中，while 要比 for 快一丢丢
至于为什么这里用 for，可能是博主不会用 while 吧

/**
* 选择排序操作方法 - for
* @param $sort
* @param $n
* @return mixed
*/
function get_select_sort_for($sort,$n){
  /** 将数据循环一次 */
  for($i = 0;$i < $n;$i++){
      /** 寻找数据中的最小值，同时跨过第一个元素 */
      for($j = $i + 1;$j < $n;$j++){
          /** 通过循环对比得到最小值 */
          if($sort[$i] > $sort[$j]){
              /** 
                * 将最小值和当前的第一个元素进行位置交换
                * php 没有位置交换的函数，所以简单一点，先取出，再覆盖
                */
              $item = $sort[$i];
              $sort[$i]   = $sort[$j];
              $sort[$j]   = $item;
          }
      }
  }  
  return $sort;
}

while

/**
* 选择排序操作方法 - while
* @param $sort
* @param $n
* @return mixed
*/
function get_select_sort_while($sort,$n){
  $i = 0;
  while($i < $n){
      $j = $i + 1;
      while($j < $n){
          if($sort[$i] > $sort[$j]){
              $item = $sort[$i];
              $sort[$i]   = $sort[$j];
              $sort[$j]   = $item;
          }
      $j++;
      }
  $i++;
  }
  return $sort;
}

第三步

验证数组是否正确，记录时间

/** 记录排序开始时间 */
$sortStart   =   millisecond();
/** 调用上面的排序方法 */
$result =   get_select_sort_for($sort,$num);
/** 记录排序结束时间 */
$sortEnd = millisecond();
var_dump(‘排序耗时：‘. ($sortEnd - $sortStart) . " / ms");
/** 验证是否有序 */
$msg    =   isSort($result) ? ‘Yes‘:‘No‘;
var_dump(‘排序是否正确 ? ：‘ . $msg);
var_dump(‘本次排序大小：‘. $num);