排序:選擇排序(算法)

文 | 莫若吻


1.簡(jiǎn)介

排序就是算法拓劝。
? 選擇排序(Selection sort)是一種簡(jiǎn)單直觀的排序算法考赛。

選擇排序是不穩(wěn)定的排序方法一罩。
? eg:序列[9,9灯蝴, 1]第一次就將第一個(gè)[9]與[1]交換抗碰,導(dǎo)致第一個(gè)9挪動(dòng)到第二個(gè)9后面

Note:一般面試的時(shí)候才會(huì)用到選擇、冒泡排序绽乔。

2.原理

選擇排序的工作原理是**每一次從待排序的數(shù)據(jù)元素中選出最谢∮(或最大)的一個(gè)元素,存放在序列的起始位置折砸,直到全部待排序的數(shù)據(jù)元素排完看疗。 **

3.原理過(guò)程圖

內(nèi)循環(huán)結(jié)束一次,最值出現(xiàn)頭角標(biāo)位置上睦授。(原理過(guò)程如下圖)

Paste_Image.png

4.時(shí)間復(fù)雜度

簡(jiǎn)單選擇排序的比較次數(shù)與序列的初始排序無(wú)關(guān)两芳。 假設(shè)待排序的序列有 n 個(gè)元素,選擇排序的賦值操作介于 0 和 3 (n - 1) 次之間; 則比較次數(shù) 永遠(yuǎn)都是n (n- 1) / 2; 而移動(dòng)次數(shù)(即:交換操作)與序列的初始排序有關(guān),介于 0 和 (n - 1) 次之間去枷。當(dāng)序列正序時(shí)怖辆,移動(dòng)次數(shù)最少,為 0删顶。當(dāng)序列反序時(shí)竖螃,移動(dòng)次數(shù)最多,為n - 1 次;逆序交換n/2次逗余。綜上特咆,簡(jiǎn)單選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度為 O(n2)
選擇排序的移動(dòng)次數(shù)比冒泡排序少多了录粱,由于交換所需CPU時(shí)間比 比較所需的CPU時(shí)間多腻格,n值較小時(shí),選擇排序比冒泡排序快啥繁。

5.性能分析 (穩(wěn)定性)

選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度為O(n2)菜职,由于每次選擇僅考慮某一位置上的數(shù)據(jù)情況,可能會(huì)破壞之前數(shù)據(jù)的相對(duì)位置旗闽,因此它是一種不穩(wěn)定的排序方法酬核。

6.選擇排序有兩個(gè)重要特點(diǎn):

1)運(yùn)行時(shí)間和輸入無(wú)關(guān)

即不論數(shù)組的初始狀態(tài)的有序程度,選擇排序的比較次數(shù)都沒(méi)有變化宪睹〕钭拢考慮到比較次數(shù)與元素個(gè)數(shù)的關(guān)系是n (n- 1)/ 2,所以當(dāng)一個(gè)已經(jīng)比較有序的數(shù)組使用選擇排序會(huì)很不劃算亭病。

2)數(shù)據(jù)的移動(dòng)操作最少

移動(dòng)操作次數(shù)是一個(gè)常量鹅很,最多為n-1,其他的算法都不具備這個(gè)特征罪帖。

7.選擇排序與冒泡排序哪個(gè)效率更高促煮?

選擇排序邮屁、冒泡排序都用for(for(if))結(jié)構(gòu)語(yǔ)句。一般選擇排序效率會(huì)更高一些菠齿。
自我總結(jié)分析原因:(更詳細(xì)情況請(qǐng)參考上面選擇排序的時(shí)間復(fù)雜度)
冒泡排序的思想為每一次排序過(guò)程佑吝,通過(guò)相鄰元素的交換,將當(dāng)前沒(méi)有排好序中的最大(猩取)移到數(shù)組的最右(左)端芋忿。而選擇排序的思想也很直觀:每一次排序過(guò)程,我們獲取當(dāng)前沒(méi)有排好序中的最大(屑部谩)的元素和數(shù)組最右(左)端的元素交換戈钢,循環(huán)這個(gè)過(guò)程即可實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)數(shù)組排序。
同樣數(shù)據(jù)的情況下是尔,兩種算法的循環(huán)次數(shù)是一樣的殉了,但選擇排序只有0到1次交換,而冒泡排序只有0到n次交換 拟枚。而影響我們算法效率的主要部分是循環(huán)和交換薪铜,顯然,次數(shù)越多恩溅,效率就越差隔箍。選擇排序的平均時(shí)間復(fù)雜度比冒泡排序的稍低。所以相比較而言選擇排序效率會(huì)更高一些暴匠。

8.示例代碼(Java)

對(duì)給指定數(shù)組進(jìn)行排序:{5,1,6,4,2,8,9}

核心代碼:

    /*
    選擇排序鞍恢。
    內(nèi)循環(huán)結(jié)束一次傻粘,最值出現(xiàn)頭角標(biāo)位置上每窖。
    */
    public static void selectSort(int[] arr)
    {
        for (int x=0; x<arr.length-1 ; x++)
        {
            for(int y=x+1; y<arr.length; y++)
            {
                if(arr[x]>arr[y])          //缺點(diǎn):性能低。
                {
                     int temp = arr[x];
                     arr[x] = arr[y];
                     arr[y] = temp;
                }
            }
        }
    }```  

__詳細(xì)代碼:__
? (注:大家可以自行運(yùn)行結(jié)果查看)

import java.util.*;
class ArraySort
{
public static void main(String[] args)
{
int[] arr = {5,1,6,4,2,8,9};
//排序前弦悉;
printArray(arr);

    //選擇排序
    selectSort(arr);

    //冒泡排序
    //bubbleSort(arr);
    
    //排序后:
    printArray(arr);

    //Arrays.sort(arr);  //java中已經(jīng)定義好的一種排序方式窒典。開(kāi)發(fā)中,對(duì)數(shù)組排序稽莉。要使用該句代碼瀑志。
}

/*
選擇排序。
內(nèi)循環(huán)結(jié)束一次污秆,最值出現(xiàn)頭角標(biāo)位置上劈猪。
*/
public static void selectSort(int[] arr)
{
    for (int x=0; x<arr.length-1 ; x++)
    {
        for(int y=x+1; y<arr.length; y++)
        {
            if(arr[x]>arr[y])          //缺點(diǎn):性能低。
            {
                swap(arr,x,y); 
            }
        }
    }
}

/*
無(wú)論什么排序良拼。都需要對(duì)滿足條件的元素進(jìn)行位置置換战得。
所以可以把這部分相同的代碼提取出來(lái),單獨(dú)封裝成一個(gè)函數(shù)庸推。
*/
public static void swap(int[] arr,int a,int b)
{
    int temp = arr[a];
    arr[a] = arr[b];
    arr[b] = temp;
}

/*
排序顯示格式
*/
public static void printArray(int[] arr)
{
    System.out.print("[");
    for(int x=0; x<arr.length; x++)
    {
        if(x!=arr.length-1)
            System.out.print(arr[x]+", ");
        else
            System.out.println(arr[x]+"]");

    }       
}

}



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