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排序算法(二)--选择排序

算法概念

首先在未排序序列中找到最小(大)元素,存放到排序序列的起始位置
再从剩余未排序元素中继续寻找最小(大)元素,然后放到已排序序列的末尾。
重复第二步,直到所有元素均排序完毕。

动画演示

选择排序动画演示

参考代码

排序算法总结

简单选择排序是一种选择排序。

  • 选择排序:每趟从待排序的记录中选出关键字最小的记录,顺序放在已排序的记录序列末尾,直到全部排序结束为止。
  • 简单排序处理流程
    (1)从待排序序列中,找到关键字最小的元素;
    (2)如果最小元素不是待排序序列的第一个元素,将其和第一个元素互换;
    (3)从余下的 N - 1 个元素中,找出关键字最小的元素,重复(1)、(2)步,直到排序结束。

    如图所示,每趟排序中,将当前第 i 小的元素放在位置 i 上。
    核心代码
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    public void selectionSort(int[] list) {
    // 需要遍历获得最小值的次数
    // 要注意一点,当要排序 N 个数,已经经过 N-1 次遍历后,已经是有序数列
    for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
    int temp = 0;
    int index = i; // 用来保存最小值得索引

    // 寻找第i个小的数值
    for (int j = i + 1; j < list.length; j++) {
    if (list[index] > list[j]) {
    index = j;
    }
    }

    // 将找到的第i个小的数值放在第i个位置上
    temp = list[index];
    list[index] = list[i];
    list[i] = temp;

    System.out.format("第 %d 趟: ", i + 1);
    printAll(list);
    }
    }

算法分析

算法的性能

时间复杂度

简单选择排序的比较次数与序列的初始排序无关。 假设待排序的序列有 N 个元素,则比较次数总是N (N - 1) / 2。
而移动次数与序列的初始排序有关。当序列正序时,移动次数最少,为 0.
当序列反序时,移动次数最多,为3N (N - 1) / 2。
所以,综合以上,简单排序的时间复杂度为O(N2)。

空间复杂度

简单选择排序需要占用 1 个临时空间,在交换数值时使用。

代码实现

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package notes.javase.algorithm.sort;
import java.util.Random;
public class SelectionSort {
public void selectionSort(int[] list) {
// 需要遍历获得最小值的次数
// 要注意一点,当要排序 N 个数,已经经过 N-1 次遍历后,已经是有序数列
for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) {
int temp = 0;
int index = i; // 用来保存最小值得索引
// 寻找第i个小的数值
for (int j = i + 1; j < list.length; j++) {
if (list[index] > list[j]) {
index = j;
}
}
// 将找到的第i个小的数值放在第i个位置上
temp = list[index];
list[index] = list[i];
list[i] = temp;
System.out.format("第 %d 趟: ", i + 1);
printAll(list);
}
}

// 打印完整序列
public void printAll(int[] list) {
for (int value : list) {
System.out.print(value + " ");
}
System.out.println();
}

public static void main(String[] args) {
// 初始化一个随机序列
final int MAX_SIZE = 10;
int[] array = new int[MAX_SIZE];
Random random = new Random();
for (int i = 0; i < MAX_SIZE; i++) {
array[i] = random.nextInt(MAX_SIZE);
}
// 调用冒泡排序方法
SelectionSort selection = new SelectionSort();
System.out.print("排序前: ");
selection.printAll(array);
selection.selectionSort(array);
System.out.print("排序后: ");
selection.printAll(array);
}
}

运行结果

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排序前:   3  5  2  8  1  2  0  8  4  1 
第 1 趟: 0 5 2 8 1 2 3 8 4 1
第 2 趟: 0 1 2 8 5 2 3 8 4 1
第 3 趟: 0 1 1 8 5 2 3 8 4 2
第 4 趟: 0 1 1 2 5 8 3 8 4 2
第 5 趟: 0 1 1 2 2 8 3 8 4 5
第 6 趟: 0 1 1 2 2 3 8 8 4 5
第 7 趟: 0 1 1 2 2 3 4 8 8 5
第 8 趟: 0 1 1 2 2 3 4 5 8 8
第 9 趟: 0 1 1 2 2 3 4 5 8 8
排序后: 0 1 1 2 2 3 4 5 8 8