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算法与数据结构系列 ( 三 ) - 选择排序法 - Select Sort

程序员文章站 2022-06-17 08:12:41
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 ......

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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