算法与数据结构系列 ( 三 ) - 选择排序法 - Select Sort

wulaxiaohei 2020-05-05

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);

第四步

  • 基本就是这样,简简单单的完成了。
  • 如果有疑问,或者写错的地方,请在下面评论留言
  • 大家加油

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whats / 0评论 2011-04-10