C语言直接选择排序算法详解

什么是选择排序算法

选择排序算法（Selection Sort）是一种简单直观的排序算法。该算法每次从未排序的数中选择最小（或最大）的一个数，将其放在已排序数列的末尾，直到所有数排序完成。因为该算法在每次排序后的下一轮排序不会再考虑之前选择的最小（或最大）值，所以属于不稳定排序算法。

算法流程

选择排序算法主要分为两个步骤：

1. 在未排序序列中选择最小（或最大）元素；
2. 将该元素放在已排序序列的末尾。

按照以下流程进行选择排序：

选择排序(array)
   n = array.length;
   for i = 0 to n-1
        max = i;
       for j = i+1 to n
           if array[j]<array[max]
               max = j;
       swap(array[max],array[i])

以上代码中，使用了两个循环，外循环控制排序的轮数，内循环控制在每轮排序中找到最小（或最大）元素的位置。通过swap函数交换最小（或最大）元素与待排序数列的起始位置的元素。

算法分析

选择排序算法的时间复杂度为 $O(n^2)$。在数据量较少时，排序效果较好，但时间效率较低，不适合大规模数据的排序。该算法的空间复杂度为 $O(1)$。

示例

以下为一个长度为10的数组排序过程示例：

初始序列：
9, 7, 6, 8, 4, 3, 5, 2, 0, 1

第一轮排序，选择最小元素0，与第一个元素9交换位置：
0, 7, 6, 8, 4, 3, 5, 2, 9, 1

第二轮排序，选择最小元素1，与第二个元素7交换位置：
0, 1, 6, 8, 4, 3, 5, 2, 9, 7

第三轮排序，选择最小元素2，与第三个元素6交换位置：
0, 1, 2, 8, 4, 3, 5, 6, 9, 7

......

最终排序结果：
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

由以上示例可以看出，选择排序算法每轮都会选择一个最小值，将其交换到起始位置，不断缩小未排序序列的范围，直到排序完成。

总结

选择排序算法虽然时间复杂度较高，但是只需要一个额外空间（用于元素交换），不需要递归等复杂的操作，容易实现和理解，在数据量较少时排序效果较好。但在大数据量情况下，时间复杂度对性能影响较大，建议使用其他效率更高的排序算法。