数组和链表

数组和链表哪个用得更多呢？显然要看情况。但数组用得很多，因为它支持随机访问。有两
种访问方式：随机访问和顺序访问。顺序访问意味着从第一个元素开始逐个地读取元素。链表只
能顺序访问：要读取链表的第十个元素，得先读取前九个元素，并沿链接找到第十个元素。随机
访问意味着可直接跳到第十个元素。本书经常说数组的读取速度更快，这是因为它们支持随机访
问。很多情况都要求能够随机访问，因此数组用得很多。

选择排序

需要检查的元素数越来越少

随着排序的进行，每次需要检查的元素数在逐渐减少，最后一次需要检查的元素都只有一
个。既然如此，运行时间怎么还是O(n2)呢？这个问题问得好，这与大O表示法中的常数相关。
第4章将详细解释，这里只简单地说一说。
你说得没错，并非每次都需要检查n个元素。第一次需要检查n个元素，但随后检查的元素
数依次为n  1, n – 2, …, 2和1。平均每次检查的元素数为1/2 × n，因此运行时间为O(n × 1/2 × n)。
但大O表示法省略诸如1/2这样的常数（有关这方面的完整讨论，请参阅第4章），因此简单地写
作O(n × n)或O(n2)。

小结

 计算机内存犹如一大堆抽屉。
 需要存储多个元素时，可使用数组或链表。
 数组的元素都在一起。
 链表的元素是分开的，其中每个元素都存储了下一个元素的地址。
 数组的读取速度很快。
 链表的插入和删除速度很快。
 在同一个数组中，所有元素的类型都必须相同（都为int、 double等）。

示例代码

C

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define SIZE 5// Finds the smallest value in an array
int findSmallest(int *arr) {// Stores the smallest valueint smallest = arr[0];// Stores the index of the smallest valueint smallest_index = 0;for (int i = 1; i < SIZE; i++) {if (arr[i] < smallest) {smallest = arr[i];smallest_index = i;}}return smallest_index;
}int *selectionSort(int *arr) {// Create new Arrayint *newArr = (int *)malloc(SIZE * sizeof(int));for (int i = 0; i < SIZE; i++) {int smallest = findSmallest(arr);newArr[i] = arr[smallest];// same as deleted by changing to the largest valuearr[smallest] = INT_MAX;}return newArr;
}int main(void) {int arr[SIZE] = {5, 3, 6, 2, 10};int *sortarr = selectionSort(arr);// print resultfor (int i = 0; i < SIZE; i++) {printf("%d ", sortarr[i]);}return 0;
}

每次找到数组中一个最小的值，同时有一个新数据空间来放每次找到的最小值，同时将原来数据的最小值设为最大值。

这样排序完成后，原来的数组将全为INT_MAX

C++11

#include <iostream>
#include <vector>using std::cout;
using std::endl;// Finds the smallest value in an array
template <typename T>
int find_smallest(const std::vector<T>& arr) {// stores smallest valueT smallest = arr[0];// stores index of the smallest valueint smallest_index = 0;for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {if (arr[i] < smallest) {smallest = arr[i];smallest_index = i;}}return smallest_index;
}template <typename T>
std::vector<T> selection_sort(std::vector<T> arr) {std::vector<T> sorted;while(!arr.empty()) {// find smallest element and add it to sorted arrayint smallest_index = find_smallest(arr);sorted.push_back(arr[smallest_index]);// remove smallest element from non-sorted arrayarr.erase(arr.begin() + smallest_index);}return sorted;
}int main() {std::vector<float> arr = {1.2, 1.0, 3, 0, -1, 0.5, 100, -99};std::vector<float> sorted = selection_sort(arr);cout << "Sorted array: ";for (float num : sorted) {cout << num << " ";}cout << endl;
}

C#

using System;
using System.Collections.Generic;namespace ConsoleApplication
{public class Program{public static void Main(string[] args){var arr = new List<int> { 5, 3, 6, 2, 10 };Console.WriteLine(string.Join(", ", SelectionSort(arr)));}private static int[] SelectionSort(List<int> arr){var newArr = new int[arr.Count];for (int i = 0; i < newArr.Length; i++){var smallest = FindSmallest(arr);newArr[i] = arr[smallest];arr.RemoveAt(smallest);}return newArr;}private static int FindSmallest(List<int> arr){var smallest = arr[0];var smallestIndex = 0;for (int i = 0; i < arr.Count; i++){if (arr[i] < smallest){smallest = arr[i];smallestIndex = i;}}return smallestIndex;}}
}

Python

# Finds the smallest value in an array
def findSmallest(arr):# Stores the smallest valuesmallest = arr[0]# Stores the index of the smallest valuesmallest_index = 0for i in range(1, len(arr)):if arr[i] < smallest:smallest_index = ismallest = arr[i]      return smallest_index# Sort array
def selectionSort(arr):newArr = []for i in range(len(arr)):# Finds the smallest element in the array and adds it to the new arraysmallest = findSmallest(arr)newArr.append(arr.pop(smallest))return newArrprint(selectionSort([5, 3, 6, 2, 10]))

JAVA

import java.util.ArrayList;
import java.util.Arrays;
import java.util.List;public class SelectionSort {private static List<Integer> selectionSort(List<Integer> arr) {List<Integer> newArr = new ArrayList<>(arr.size());int size = arr.size();for (int i = 0; i < size; i++) {int smallest = findSmallest(arr);newArr.add(arr.get(smallest));arr.remove(smallest);}return newArr;}private static int findSmallest(List<Integer> arr) {int smallest = arr.get(0);int smallestIndex = 0;for (int i = 0; i < arr.size(); i++) {if (arr.get(i) < smallest) {smallest = arr.get(i);smallestIndex = i;}}return smallestIndex;}public static void main(String[] args) {List<Integer> arr = new ArrayList<>(Arrays.asList(5, 3, 6, 2, 10));System.out.println(selectionSort(arr)); //[2, 3, 5, 6, 10]}
}

import java.util.Arrays;public class SelectionSort2 {// this version uses raw arrays instead of ArrayListprivate static int[] selectionSort(int[] arr) {int[] newArr = new int[arr.length];for (int i = 0; i < newArr.length; i++) {int smallestIndex = findSmallest(arr);newArr[i] = arr[smallestIndex];arr = getNewArrWithoutSmallest(arr, smallestIndex);}return newArr;}private static int[] getNewArrWithoutSmallest(int[] arr, int smallestIndex) {int[] newArrWithoutSmallest = new int[arr.length - 1];for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (i < smallestIndex) {newArrWithoutSmallest[i] = arr[i];} else if (i > smallestIndex) {newArrWithoutSmallest[i - 1] = arr[i];}}return newArrWithoutSmallest;}private static int findSmallest(int[] arr) {int smallest = arr[0];int smallestIndex = 0;for (int i = 0; i < arr.length; i++) {if (arr[i] < smallest) {smallest = arr[i];smallestIndex = i;}}return smallestIndex;}public static void main(String[] args) {int[] arr = {5, 3, 6, 2, 10};System.out.println(Arrays.toString(selectionSort(arr))); // [2, 3, 5, 6, 10]}
}

JS

'use strict';
// Selection Sort - O(n^2)
// Parameter:
//  1. random array// 1. Finds the smallest value in an array
function findSmallestIndex(array) {var smallestElement = array[0]; // Stores the smallest valuevar smallestIndex = 0; // Stores the index of the smallest valuefor (var i = 1; i < array.length; i++) {if (array[i] < smallestElement) {smallestElement = array[i];smallestIndex = i;}}return smallestIndex;
}// 2. Sort the array
function selectionSort(array) {var sortedArray = [];var length = array.length;for (var i = 0; i < length; i++) {// Finds the smallest element in the array var smallestIndex = findSmallestIndex(array);// Adds the smallest element to new arraysortedArray.push(array.splice(smallestIndex, 1)[0]);}return sortedArray;
}console.log(selectionSort([5, 3, 6, 2, 10])); // [2, 3, 5, 6, 10]

/*** Finds smallest element of an aray* @param {Array} arr array for searching* @return {number} index of the smallest element in array*/
const findSmallest = ( arr ) => {let smallest = arr[0];let smallestIndex = 0;let arrLen = arr.length;for ( let i = 0; i < arrLen; i++ ) {if ( arr[i] < smallest ) {smallest = arr[i];smallestIndex = i;}}return smallestIndex;
};/*** Sorts0 recursively an array of numbers* @param {Array} arr An array of numbers* @return {Array} New sorted array*/
const selectionSort = ( arr ) => {if ( !arr.length ) return [];let smallest = arr.splice( findSmallest( arr ), 1 );return smallest.concat( selectionSort( arr ) );
};let arr = [5, 3, 6, 2, 10];console.log( selectionSort(arr) );

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