11.5.1 排序算法简介

所谓排序，是指将数据集合中的元素按从小到大的顺序进行排列，或按从大到小的顺序进行排列。前者称为升序排序，后者称为降序排序。在数据结构与算法这门课程中，我们会学习到诸多与排序相关的算法，比如冒泡排序算法，选择排序算法，快速排序算法，堆排序算法等。在本节教程中，我们来掌握非常经典的选择排序算法。

11.5.2 选择排序算法

选择排序的核心思想: 从数据集合中选出最小(大)的一个元素，存放在区间的起始位置，再从剩余的未排序元素中寻找到最小(大)的元素，放到已排序的区间的末尾，不断重复这样的过程，直至实现排序。下图所示为将最小值1选择到区间首部的过程：

(1) 初始情况下假定最小值为3，最小值索引为0

(2) 将元素3与元素2进行比较，2比3小，更新最小值索引为元素2的索引1

(3) 将索引1对应的元素2与末尾的1进行比较，1比2小，更新最小值索引为元素1的索引2

(4) 最小值索引2不等于初始的最小值索引0，故将元素3与1进行互换。

根据以上原理，我们现在使用Python语言来实现选择排序算法：

Python

"""
@author: 薯条老师
@desc: 实现选择排序算法
"""

numbers = [3, 2, 1]
n = len(numbers)

# n个元素需要选择n-1趟才能实现排序，所以是n-1
for outer_index in range(n-1):
    # 先假定outer_index索引指向的元素为最小值
    min_index = outer_index
    # 每次用当前元素与剩下的所有元素进行比较，所以是[outer_index+1, n)
    for inner_index in range(outer_index+1, n):
        if numbers[inner_index] < numbers[min_index]:
            # 在比较的过程中，一旦发现元素值比min_index指向的元素还小，就更新索引
            min_index = inner_index
            
    # 循环结束后判断min_index是否等于一开始赋值的outer_index
    if min_index != outer_index:
        """
        如果min_index非等于outer_index, 就说明剩余的元素中有比一开始假定的最小值还小
        此时，就应该互换位置。此即选择排序的核心，选择一个最大的或最小的，然后互换位置
        """
        numbers[outer_index], numbers[min_index] = \
            numbers[min_index], numbers[outer_index]
        
print(numbers)