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排序算法中的闪耀之星:冒泡排序与直接选择排序的入门指南

后端

冒泡排序和直接选择排序,这两位算法界的常青藤,堪称排序算法的经典之作。它们简单易懂,却拥有着非凡的排序能力,在计算机科学的殿堂中留下了浓墨重彩的一笔。今天,我们就来一探究竟,领略它们的风采。

冒泡排序

冒泡排序,顾名思义,就像是在沸腾的水中冒泡一样,不断地将较大的元素“浮”到数组的末尾。它的算法过程非常简单:

  1. 从数组的第一个元素开始比较,如果当前元素大于后一个元素,则交换它们的顺序。
  2. 重复步骤1,直到数组中所有元素都按照从小到大的顺序排列好。
def bubble_sort(arr):
  """冒泡排序算法"""
  for i in range(len(arr)):
    for j in range(0, len(arr) - i - 1):
      if arr[j] > arr[j + 1]:
        arr[j], arr[j + 1] = arr[j + 1], arr[j]

直接选择排序

直接选择排序,则有点像是在一堆杂乱的物品中挑选出最小的那个。它的算法过程如下:

  1. 从数组的第一个元素开始,找出数组中最小(或最大)的元素。
  2. 将该元素与数组的第一个元素交换顺序。
  3. 重复步骤1和2,直到数组中所有元素都按照从小到大的顺序排列好。
def selection_sort(arr):
  """直接选择排序算法"""
  for i in range(len(arr)):
    min_idx = i
    for j in range(i + 1, len(arr)):
      if arr[j] < arr[min_idx]:
        min_idx = j
    arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

比较与应用

冒泡排序和直接选择排序虽然都是简单的排序算法,但在性能和效率上却有着一定的差异。一般来说,冒泡排序的平均时间复杂度为O(n^2),最坏情况下时间复杂度为O(n^2),而直接选择排序的平均时间复杂度和最坏情况下时间复杂度都是O(n^2)。因此,当数组规模较小的时候,两种算法的性能差异并不明显,但当数组规模较大时,直接选择排序的优势就显现出来了。

在实际应用中,冒泡排序和直接选择排序经常被用在一些小型数据集的排序场景中,例如学生成绩的排序、商品价格的排序等等。由于它们算法简单,容易实现,因此在某些特定场景中,它们仍然发挥着重要的作用。

结语

冒泡排序和直接选择排序,作为排序算法中的启蒙老师,为我们揭开了算法世界的神秘面纱。虽然它们在性能上不如一些更高级的排序算法,但它们简单易懂,易于实现,在某些特定场景中仍然有着不可替代的作用。