PHP 排序演算法之選擇排序

echo_dump發表於2019-12-08
PHP排序演算法

選擇排序 select sorting

  • 選擇排序也是內部排序

  • 排序思想：

第一次先隨便選擇一個數，就是在要排序的陣列中選擇一個元素和陣列的其它元素比較。然後比較交換位置得到最小值或者最大值，
然後再次在剩下的陣列中，選擇一個數和陣列剩下的元素比較，最後得到第二個最小或最大的元素。一次類推

  • 示意圖：

選擇排序一共有陣列大小 - 1 輪排序；每一輪排序又是一個迴圈；先假定當前的這個陣列就是最小數，然後和後面的元素依次比較，如果發現有比當
前數更小的數，就重新確定最小數，並得到下標，當遍歷到陣列的最後時，就得到本輪最小數和下標，交換

  1. 假設有一個待排序的陣列 [3, 1, 15, 5, 20]

  2. 隨機選擇一個元素，假設第一個就是最小的元素，拿 3 和陣列剩下的元素比較，第一輪排序後得到最小元素 1

<?php

$arr = [3, 1, 15, 5, 20];

$count = count($arr);
//假設最小的元素就是第一個元素
$minIndex = 0;
$min = $arr[0];
for ($j = $minIndex + 1; $j < $count; $j++) {
    if ($min > $arr[$j]) { //假定的最小值大於後面的值，重置最小值
        $min = $arr[$j];
        $minIndex = $j;
    }
}

$arr[$minIndex] = $arr[0];
$arr[0] = $min;
  1. 再次選擇一個假定最小值，與後面的元素一次比較，得到第二個最小值
<?php

$arr = [1, 3, 15, 5, 20];

$count = count($arr);
//假設最小的元素就是第二個元素
$minIndex = 1;//假設的最小元素的下表
$min = $arr[1];//假定最小元素的值
for ($j = $minIndex + 1; $j < $count; $j++) {
    if ($min > $arr[$j]) { //假定的最小值大於後面的值，重置最小值
        $min = $arr[$j];
        $minIndex = $j;
    }
}
if ($minIndex != 1) {
    $arr[$minIndex] = $arr[1];//假定的最小元素不是最小元素，那麼把後面的最小元素和假定的最小元素做交換
    $arr[1] = $min;//元素下標交換
}
  1. 以此類推，就可以使用雙重for迴圈，得到選擇排序的演算法如下：
    public static function sortSelect(array $arr) :array
    {
        if (!is_array($arr)) {
            return ['message' => '$arr不是一個陣列'];
        }

        $count = count($arr);

        if ($count <= 1) {
            return $arr;
        }

        for ($i = 0; $i < $count; $i++) {
            $minIndex = $i;
            $min = $arr[$i];
            for ($j = $i + 1; $j < $count; $j++) {
                if ($min > $arr[$j]) {//選擇的假定最小元素大於後面的元素
                    $min = $arr[$j];//把後面的最小元素賦值給假定的最小元素
                    $minIndex = $j;//把後面最小元素的座標賦值給假定的最小元素
                }
            }

            if ($minIndex != $i) {//如果在這個位置，一開始的假定最小元素的座標被替換了，說明假定最小元素不是最小元素，那麼發生交換
                $arr[$minIndex] = $arr[$i];//交換最小元素，把最小元素和假定元素做交換
                $arr[$i] = $min;
            }
        }
        return $arr;
    }
  • 完整程式碼如下：
<?php

class SelectSort
{
    public static function select(array $arr):array
    {
        $count = count($arr);
        //假設最小的元素就是第二個元素
        $minIndex = 0;//假設的最小元素的下表
        $min = $arr[0];//假定最小元素的值
        for ($j = $minIndex + 1; $j < $count; $j++) {
            if ($min > $arr[$j]) { //假定的最小值大於後面的值，重置最小值
                $min = $arr[$j];
                $minIndex = $j;
            }
        }
        if ($minIndex != 0) {
            $arr[$minIndex] = $arr[0];//假定的最小元素不是最小元素，那麼把後面的最小元素和假定的最小元素做交換
            $arr[0] = $min;//元素下標交換
        }
        var_dump($arr);
        $minIndex = 1;//假設的最小元素的下表
        $min = $arr[1];//假定最小元素的值
        for ($j = $minIndex + 1; $j < $count; $j++) {
            if ($min > $arr[$j]) { //假定的最小值大於後面的值，重置最小值
                $min = $arr[$j];
                $minIndex = $j;
            }
        }
        if ($minIndex != 1) {
            $arr[$minIndex] = $arr[1];//假定的最小元素不是最小元素，那麼把後面的最小元素和假定的最小元素做交換
            $arr[1] = $min;//元素下標交換
        }
        var_dump($arr);
        $minIndex = 2;//假設的最小元素的下表
        $min = $arr[2];//假定最小元素的值
        for ($j = $minIndex + 1; $j < $count; $j++) {
            if ($min > $arr[$j]) { //假定的最小值大於後面的值，重置最小值
                $min = $arr[$j];
                $minIndex = $j;
            }
        }
        if ($minIndex != 2) {
            $arr[$minIndex] = $arr[2];//假定的最小元素不是最小元素，那麼把後面的最小元素和假定的最小元素做交換
            $arr[2] = $min;//元素下標交換
        }
        var_dump($arr);
        return $arr;
    }

    public static function sortSelect(array $arr) :array
    {
        if (!is_array($arr)) {
            return ['message' => '$arr不是一個陣列'];
        }

        $count = count($arr);

        if ($count <= 1) {
            return $arr;
        }

        for ($i = 0; $i < $count - 1; $i++) {
            $minIndex = $i;
            $min = $arr[$i];
            for ($j = $i + 1; $j < $count; $j++) {
                if ($min > $arr[$j]) {//選擇的假定最小元素大於後面的元素
                    $min = $arr[$j];//把後面的最小元素賦值給假定的最小元素
                    $minIndex = $j;//把後面最小元素的座標賦值給假定的最小元素
                }
            }

            if ($minIndex != $i) {//如果在這個位置，一開始的假定最小元素的座標被替換了，說明假定最小元素不是最小元素，那麼發生交換
                $arr[$minIndex] = $arr[$i];//交換最小元素，把最小元素和假定元素做交換
                $arr[$i] = $min;
            }
        }
        return $arr;
    }
}
$arr = [3, 1, 15, 5, 20];

var_dump(SelectSort::sortSelect($arr));

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