C语言丨选择法排序

程序员在程序设计时常常需要对存储在数组中的大量数据进行处理，如排序、查找等。排序是把一系列无序的数据按照特定的顺序（如升序或降序）重新排列为有序序列的过程。对数据进行排序是最重要的应用之一。实际生活中的很多问题都需要对数据进行排序。上次我们已经介绍过了交换法排序，这次我们来介绍一种经过交换法改进的排序法：选择法排序。

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在交换法排序中，我们知道，在第i轮（i=0,1,2,…,n-2）比较中，前面的i个数是已经排好序的，由于第i+1个数和后面余下的所有数都要进行一次比较，每进行一次比较，若后面的数大就交换位置，这样每一轮比较中最多需要n-1-i次两数交换操作。

从算法的名字与原理我们也可以得知，这样实际上是使得整个算法所需的交换次数较多的，因而算法的排序效率较低。那能不能在其基础上做一定改进，使其效率更高呢？

事实上，完全可以在找出余下的数中的最大值后再与第i+1个数交换位置，这样每一轮比较中最多只有一次两数交换操作，整个算法最多有n-1次两数交换操作，相比起交换法排序的n-1-i次操作，无疑是简化了不少。这种改进的排序算法称为选择法排序。按选择法降序排序的过程如下所示：

第一遍，找出84 83 88 87 61中的最大值88，使其与第一个数84进行交换，得到88 83 84 87 61；

第二遍，在余下的四个数中找出最大值87，使其与第二个数83交换，得到88 87 84 83 61；

第三遍之后，由与余下的三个数84 83 61已按降序排好，因此最终结果就为88 87 84 83 61。

下面是这个算法的代码实现：

int array[n] = {...}//假设n是常量
int i, j, k, temp;
for (i = 0; i < n-1; i++)
{
    k = i;
    for (j = i+1; j < n; j++)
    {
        if (array[j] > array[k])
        {
            k = j;//记录最大数下标位置
        }
    }
    if (k != i)
    {
        temp = array[k];
        array[k] = array[i];
        array[i] = temp;
    }
}

相应地，若要实现升序排序，只需把if语句中的代码改为array[j] < array[k]即可。

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选择法排序相比于交换法排序，效率得到了不少的提高，但思维量也较交换法大。但其实世间万物皆如此，不可能有完美之物。在一个算法比较冗杂的时候，我们可以想办法将其中心思想提炼，并设法简化，例如交换法排序中的核心就是比较后，若数更大/更小，便交换，那么我们可以找出最大值后再交换，就可以省去很多交换的步骤，以提高程序运行的效率。但其缺点就是选择法排序相对于交换法排序，思维量更大，以思维量换取了效率。

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参考文献：

苏小红 赵玲玲 孙志岗 王宇颖 等编著 蒋宗礼 主审，C语言程序设计（第4版），高等教育出版社，P206-207.