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基于Go語言實現選擇排序算法及優化_Golang

作者：陳明勇 ? 更新時間： 2023-01-07 編程語言

選擇排序

選擇排序是一種簡單的比較排序算法，它的算法思路是首先從數組中尋找最小（大）的元素，然后放到數組中的第一位，接下來繼續從未排序的元素中尋找最小（大）元素，然后放到已排序元素的末尾，依次類推，直到所有元素被排序。

圖片演示

普通算法

import "fmt"

func main() {
    nums := [8]int{8, 2, 3, 1, 6, 5, 7, 4}
    fmt.Println("原數組：", 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 輪后：%v\n", i+1, nums)
    }
    fmt.Println("--------------------------------")
    fmt.Println("排序后的數組：", nums)
}

執行結果：

原數組： [8 2 3 1 6 5 7 4]
--------------------------------
第 1 輪后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 2 輪后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 3 輪后：[1 2 3 8 6 5 7 4]
第 4 輪后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 5 輪后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 6 輪后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 7 輪后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
--------------------------------
排序后的數組： [1 2 3 4 5 6 7 8]

  • 升序排序。
  • 使用 i 變量表示最小元素的待放位置。
  • minPos 變量記錄最小元素的的下標值，默認為 i。
  • 通過變量 j 去尋找最小元素，j 從 i + 1 的位置開始尋找。
  • 找到比 nums[minPos] 還小的元素，則將 j 的下標值賦給 minPos。
  • 一輪下來，將最小元素的位置 minPos 與 i 的位置互換，然后繼續下一輪尋找，直到所有元素都被排序。
  • 該算法的時間復雜度為 O(N2)。

優化算法

普通算法是尋找最小值或最大值，然后放到指定位置。優化算法的改進點是同時尋找最小值和最大值。

import (
    "fmt"
)

func main() {
    nums := [4]int{3, 1, 4, 2}
    fmt.Println("原數組：", 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]
        // 如果最大值剛好是在 left，待放最小值的位置，那么最大值就會被換走，所以需要判斷一下
        if maxPos == left {
            maxPos = minPos
        }
        nums[right], nums[maxPos] = nums[maxPos], nums[right]
        fmt.Printf("第 %d 輪后：%v\n", left+1, nums)
        left++
        right--
    }
    fmt.Println("--------------------------------")
    fmt.Println("排序后的數組：", nums)
}

執行結果：

原數組： [8 2 3 1 6 5 7 4]
--------------------------------
第 1 輪后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 2 輪后：[1 2 3 4 6 5 7 8]
第 3 輪后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
第 4 輪后：[1 2 3 4 5 6 7 8]
--------------------------------
排序后的數組： [1 2 3 4 5 6 7 8]

  • left 變量表示待放最小值的位置，right 變量表示待放最大值的位置。minPos 記錄最小值的下標值，maxPos 記錄最大值的下標值，通過變量 i 去尋找最小值和最大值，尋找完畢后將它們進行交換。
  • 有一個注意的地方是，如果最大值剛好是在 left ，待放最小值的位置，那么最大值就會被換到 minPos 的位置，所以需要判斷一下，糾正下標值。
  • 從執行結果來看，優化后的算法效率快了一倍，但是時間復雜度仍為 O(N2)。

小結

本文簡單介紹了什么是選擇排序，然后通過圖片的方式演示選擇排序的過程，接下來是實現 O(N2) 時間復雜度的算法，最后優化算法，從結果來看，優化后的算法效率快了一倍，但是時間復雜度仍為 O(N2)。

原文鏈接：https://juejin.cn/post/7174806123160010809

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