【算法】选择排序

内存的工作原理

需要将数据存储到内存时，请求计算机提供存储空间，计算机返回一个存储地址。需要存储多项数据时，有两种基本方式——数组和链表。

数组和链表

数组

• 使用数组意味着所有内容在内存中都是相连的（紧靠在一起的）。
• 在数组中添加新元素，如果没有了空间，就得移到内存的其他地方，因此添加新元素的速度会很慢。

优缺点

优点：

1. 需要随机读取元素时，数组的效率很高，因为可以迅速找到数组的任何元素

缺点：

1. 额外请求的位置可能根本用不上，这将浪费内存。你没有使用，别人也用不了。
2. 待办事项超过10个后，你还得转移。

访问方式

随机访问和顺序访问

顺序访问：从第一个元素开始逐个地读取元素

随机访问：可直接跳到第n个元素

链表

• 链表中的元素可存储在内存的任何地方。
• 链表的每个元素都存储了下一个元素的地址，从而使一系列随机的内存地址串在一起。
• 在链表中添加元素很容易：只需将其放入内存，并将其地址存储到前一个元素中。
• 只要有足够的内存空间，就能为链表分配内存。

 

优缺点

优点：

1. 链表的优势在插入元素方面；
2. 需要同时读取所有元素时，链表的效率很高。

缺点：

1. 需要读取链表最后一个元素时，不能直接读取。因为不知道它的地址。必须依次访问元素1，元素2，直到最后一个
2. 跳跃读取元素时，链表的效率很低

访问方式

仅支持顺序访问

数组和链表操作的运行时间

	数组	链表
读取	O(1)	O(n)
插入	O(n)	O(1)
删除	O(n)	O(1)

O(n)：线性时间

O(1)：常量时间

中间插入&删除

中间插入

需要在中间插入元素时，使用链表要优于数组

原因：使用链表时，插入元素很简单，只需修改它前面的那个元素指向的地址。而使用数组时，则必须将后面的元素都向后移。如果没有足够的空间，可能还得将整个数组复制到其他地方

删除

删除元素，使用链表优于数组

原因：只需修改前一个元素指向的地址即可。而使用数组时，删除元素后，必须将后面的元素都向前移。

选择排序

原理

每一次从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，存放在序列的起始位置，直到全部待排序的数据元素排完。

时间复杂度

O(n×n)，即O(n2)。

示例代码

方法1：

#将数组元素按从小到大的顺序排列

def findsmallest(arr):                  #定义一个查找最小元素的函数
    smallest=arr[0]
    smallest_index=0
    for i in range(1,len(arr)):
        if arr[i]<smallest:
            smallest=arr[i]
            smallest_index=i
    return smallest_index
 

def sellectionSort(arr):               #查找序列最小元素，返回并删除，得到新数组重复执行该过程
    arr_new=[]
    for i in range(len(arr)):
        arr_new.append(arr.pop(findsmallest(arr)))
    return arr_new

print(sellectionSort([1,4,2,5,7]))

　　

方法2：

def select_sort(arr):
    for i in range(len(arr)):
        for j in range(i,len(arr)):
            if arr[j]<arr[i]:
                arr[j],arr[i]=arr[i],arr[j]
    return arr
 
print(select_sort([1,3,65,2,3,0,33,-1]))