3分钟理解选择排序java版

Posted 2022-09-16 benjieqiang

概念

选择排序（selectsorting）也是一种简单的排序方法。它的基本思想是：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，然后，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。以此类推，直到所有元素均排序完毕。

细节：本例中是找到最小值放到起始位置。

第一次从arr[0]~arr[n-1]中选取最小值，与arr[0]交换，第二次从arr[1]~arr[n-1]中选取最小值，与arr[1]交换，第三次从arr[2]~arr[n-1]中选取最小值，与arr[2]交换，…，第i次从arr[i-1]~arr[n-1]中选取最小值，与arr[i-1]交换，…,第n-1次从arr[n-2]~arr[n-1]中选取最小值，与arr[n-2]交换，总共通过n-1次，得到一个按排序码从小到大排列的有序序列。

图解

一共需要走数组大小-1趟。

循序渐进

说明： 每次交换前假设起始元素是最小的，然后for循环遍历剩余的数组，如果发现有比起始元素还小的元素，记录值min和位置minIndex。在结束循环后，如果minIndex值不为起始位置，说明发生了交换，我们只需将起始元素放到minIndex的位置，然后将最小值min放到起始位置。

    //使用逐步推导的方式
    //第1轮
    //原始的数组 ：  101, 34, 119, 1
    //第一轮排序 :      1, 34, 119, 101

    //第1轮
    int minIndex = 0; //
    int min = arr[0]; // 假设arr[0]就是最小的元素，
    // 从数组的第二个元素开始起找比arr[0]小的元素。找到的话
    for (int j = 0 + 1; j < arr.length; j++) 
        if (min > arr[j])  //说明假定的最小值，并不是最小
            min = arr[j]; // min记录最小值
            minIndex = j; //minIndex记录此时最小值出现的位置
        
    


    //只要上面的交换完成后，发现最小值在后面出现，即minIndex不是0时，将最小值，放在arr[0], 即交换
    if (minIndex != 0) 
        arr[minIndex] = arr[0]; // 把arr[0]放到minIndex的那个位置
        arr[0] = min; // arr[0]放最小值
    

    System.out.println("第1轮后~~");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));// 1, 34, 119, 101


    //第2轮
    minIndex = 1;
    min = arr[1]; // 假设arr[1]是最小的
    for (int j = 1 + 1; j < arr.length; j++) 
        if (min > arr[j])  // 说明假定的最小值，并不是最小
            min = arr[j]; // 重置min
            minIndex = j; // 重置minIndex
        
    

    // 将最小值，放在arr[0], 即交换
    if (minIndex != 1) 
        arr[minIndex] = arr[1];
        arr[1] = min;
    

    System.out.println("第2轮后~~");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));// 1, 34, 119, 101

    // 第三轮
    minIndex = 2;
    min = arr[2]; //假设最小值是

    for (int j = 2 + 1; j < arr.length; j++) 
        if(min > arr[j]) // 说明假定的最小值，并不是最小
            min = arr[j]; // 记录最小值
            minIndex = j;
        
    

    if(minIndex != 2)
        arr[minIndex] = arr[2];
        arr[2] = min;
    
    System.out.println("第3轮后~~");
    System.out.println(Arrays.toString(arr));// 1, 34, 101, 119

代码实现

//选择排序
public static void selectSort(int[] arr) 

    //在推导的过程，我们发现了规律，因此，可以使用for来解决
    //选择排序时间复杂度是 O(n^2)
    for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) 
        int minIndex = i;
        int min = arr[i];
        for (int j = i + 1; j < arr.length; j++) 
            if (min > arr[j])  // 说明假定的最小值，并不是最小
                min = arr[j]; // 记录最小值
                minIndex = j; // 记录最小值出现位置
            
        

        // 将最小值，放在arr[i], 即交换
        if (minIndex != i) 
            arr[minIndex] = arr[i];
            arr[i] = min;
        
    

测试案例

public static void testArray() 
    int[] arr = new int[80000];
    for (int i = 0; i < 80000; i++) 
        arr[i] = (int) (Math.random() * 8000000); //生成一个[0, 8000000) 数
    

    Date data1 = new Date();
    SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
    String date1Str = simpleDateFormat.format(data1);
    System.out.println("排序前的时间是=" + date1Str);

    //测试冒泡排序
    selectSort(arr);
    Date data2 = new Date();
    String date2Str = simpleDateFormat.format(data2);
    System.out.println("排序后的时间是=" + date2Str);

输出

排序前的时间是=2019-08-31 22:18:19
排序后的时间是=2019-08-31 22:18:22