學習並實作Python中的選擇排序演算法

理解Python中的選擇排序原理與實作

選擇排序（Selection Sort）是一種簡單直觀的排序演算法，其基本思想是每次遍歷數組，在未排序部分中選擇最小（或最大）的元素，將其與未排序部分的第一個元素交換位置，然後繼續從未排序部分中選擇最小（或最大）的元素，依次類推，直到整個數組有序。選擇排序的時間複雜度為O(n^2)，且它是一種不穩定的排序演算法。

下面透過具體的程式碼範例來說明選擇排序的實作過程。

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n-1):
        min_idx = i
        for j in range(i+1, n):
            if arr[j] < arr[min_idx]:
                min_idx = j
        arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

以上是選擇排序演算法的實作程式碼。接下來我們將逐步解釋這段程式碼的原理和過程。

首先，我們定義了一個selection_sort函數，它接收一個待排序的陣列arr作為參數。

在函數體內，我們先取得數組的長度n，這是為了迭代n-1次，因為每次迭代都會將一個最小的元素放到正確的位置上，所以最後一個元素不需要再進行排序。

然後，我們使用兩個巢狀的for迴圈進行選擇排序的過程。外層循環從0到n-1，代表待排序部分的起始位置i。

內層循環從i 1到n，代表待排序部分的元素j。我們將j與起始位置i的元素進行比較，如果j小於起始位置i的元素，就將min_idx更新為j，表示j是目前找到的最小元素的索引。

當內層循環結束後，我們將找到的最小元素與起始位置i的元素交換位置，這樣當前迭代會將一個最小的元素放到正確的位置上。

透過n-1次迭代，我們可以保證整個陣列依照升序排列。

接下來，我們可以使用以下程式碼來測試選擇排序的效果：

arr = [64, 25, 12, 22, 11]
selection_sort(arr)
print("排序后的数组：")
for i in range(len(arr)):
    print(arr[i], end=" ")

輸出結果為：11 12 22 25 64，表示陣列已依照升序排列完成。

在實際使用中，選擇排序的效率較低，因此我們更傾向於使用其他更高效的排序演算法，例如快速排序或歸併排序。但是選擇排序作為一種簡單易懂的排序演算法，有利於初學者理解排序演算法的基本原理和想法。

總結起來，選擇排序就是每次從未排序部分選擇最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾，通過多次迭代，最終達到整個數組有序的目的​​。掌握選擇排序的原理與實現，對於深入理解排序演算法以及程式設計能力的提升都具有重要意義。

以上是學習並實作Python中的選擇排序演算法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！