理解Python中的選擇排序原理與實現

選擇排序（Selection Sort）是一種簡單直觀的排序算法，其基本思想是每次遍歷數組，在未排序部分中選擇最小（或最大）的元素，將其與未排序部分的第一個元素交換位置，然后繼續從未排序部分中選擇最小（或最大）的元素，依次類推，直到整個數組有序。選擇排序的時間復雜度為O(n^2)，并且它是一種不穩定的排序算法。

下面通過具體的代碼示例來說明選擇排序的實現過程。

def selection_sort(arr):
    n = len(arr)
    for i in range(n-1):
        min_idx = i
        for j in range(i+1, n):
            if arr[j] < arr[min_idx]:
                min_idx = j
        arr[i], arr[min_idx] = arr[min_idx], arr[i]

首先，我們定義了一個selection_sort函數，它接收一個待排序的數組arr作為參數。

在函數體內，我們首先獲取數組的長度n，這是為了迭代n-1次，因為每次迭代都會將一個最小的元素放到正確的位置上，所以最后一個元素不需要再進行排序。

然后，我們使用兩個嵌套的for循環進行選擇排序的過程。外層循環從0到n-1，代表待排序部分的起始位置i。

內層循環從i+1到n，代表待排序部分中的元素j。我們將j與起始位置i的元素進行比較，如果j小于起始位置i的元素，就將min_idx更新為j，表示j是目前找到的最小元素的索引。

當內層循環結束后，我們將找到的最小元素與起始位置i的元素交換位置，這樣當前迭代會將一個最小的元素放到正確的位置上。

通過n-1次迭代，我們可以保證整個數組按照升序排列。

接下來，我們可以使用以下代碼來測試選擇排序的效果：

arr = [64, 25, 12, 22, 11]
selection_sort(arr)
print("排序后的數組：")
for i in range(len(arr)):
    print(arr[i], end=" ")

輸出結果為：11 12 22 25 64，表示數組已按照升序排列完成。

在實際使用中，選擇排序的效率較低，因此我們更傾向于使用其他更為高效的排序算法，例如快速排序或歸并排序。但是選擇排序作為一種簡單易懂的排序算法，有利于初學者理解排序算法的基本原理和思想。

起來，選擇排序就是每次從未排序部分選擇最小（或最大）的元素，放到已排序部分的末尾，通過多次迭代，最終達到整個數組有序的目的。掌握選擇排序的原理和實現，對于深入理解排序算法以及編程能力的提升都具有重要意義。