排序算法——选择排序

每一趟从待排序的数据元素中选出最小(或最大)的一个元素,顺序放在已排好序的数列的最后,直到全部待排序的数据元素排完。 选择排序是不稳定的排序方法。

虽然选择排序还是一个很简单的排序算法,但是形象化的描述可以促进理解。举一个例子,从《JAVA数据结构和算法》书中而来,站在你面前有一排未按照大小个顺序排队的棒球队,那么我们在第一趟排序时,把毛巾扔在了第一个队员前(相当于外循环的i,标示当前排列的位置),我们以第一个队员身高为准,用后边的队员身高和你当前记录下来最矮身高的球员进行对比(当然第一次对比时,这名球员其实就是第一个球员,虽然他可能还不是最矮的),只要发现比他矮的队员,我们就记录下该队员,直到整个棒球队队员都被比完了,那么你现在记录的一定是一名最矮的球员,这名球员的标号是arr[flag],此时让这名球员去和身前有毛巾(外循环标记arr[i])的球员去换个位置,就完成了这个位置的排序,那么下一步就是把这条毛巾放到第二个球员身上,再重复上述的动作。

选择排序平均时间复杂度为 

  。但是和冒泡排序算法比较,交换的次数降低了。
public class sortList {
	//int[]从左至右排序为从小->大
	/**
	 * 选择排序
	 * 描述:每遍历一次数组,筛选出最小(大)的数,并将其插入至前方标记位置(即外层循环标记所指处)
	 */
	public static int[] selectSort(int[] arr){
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			int flag = i;
			//找出数组中最小(大)的数,并记下其所处位置
			for(int j=i+1;j<arr.length;j++){
				if(arr[j] < arr[flag]){
					flag = j;
				}
			}
			int temp = arr[i];
			arr[i] = arr[flag];
			arr[flag] = temp;

		}
		return null;
	}
	public static void main(String[] args){
		int[] arr = {1,10,2,5,3,5,23,6,9,8};
		System.out.println("排序前数组:");
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+" ");
		}
		selectSort(arr);
		System.out.println("");
		System.out.println("排序后数组:");
		for(int i=0;i<arr.length;i++){
			System.out.print(arr[i]+" ");
		}
	}
}


### 堆排序算法详解 堆排序是一种基于比较的高效排序算法,其核心思想是利用堆这种数据结构来完成排序操作。堆可以被看作是一棵完全二叉树,并且满足堆积性质:对于最大堆而言,任意节点的关键字都不小于其子节点的关键字;而对于最小堆,则相反。 #### 一、基本概念 堆排序分为两种主要形式——最大堆和最小堆。在最大堆中,父节点始终大于等于其子节点[^4]。因此,在一个数组表示的最大堆中,第一个元素总是当前集合中的最大值。同样地,在最小堆中,父节点始终小于等于其子节点。 #### 二、主要过程 堆排序的过程主要包括以下几个方面: 1. **建堆** 将输入的数据构建成一个初始堆(通常是从最后一个非叶子节点向上逐层调整)。这一阶段的目标是使整个数据集符合堆定义的要求。 2. **堆调整** 当移除堆顶元素后,需要重新调整剩下的部分以保持堆特性不变。这一步骤称为“下沉”,即将新的根节点与其较大的孩子交换位置直到恢复堆属性为止[^3]。 #### 三、特点分析 - 时间复杂度稳定为 O(n log n),无论最好情况还是最坏情况下都适用; - 是一种原地排序方法,不需要额外存储空间; - 不稳定性:由于可能涉及多次覆盖写入操作,所以它不是稳定的排序方式[^2]。 #### 四、C代码实现示例 以下是使用 C 编程语言编写的简单版本的堆排序程序: ```c #include <stdio.h> // 调整堆函数 void heapify(int arr[], int n, int i){ int largest = i; // 初始化最大为根节点 int l = 2*i + 1; // 左子节点 int r = 2*i + 2; // 右子节点 if (l < n && arr[l] > arr[largest]) largest = l; if (r < n && arr[r] > arr[largest]) largest = r; if(largest !=i ){ swap(&arr[i], &arr[largest]); heapify(arr,n,largest); } } // 主要堆排序逻辑 void heapsort(int arr[],int n){ for(int i=n/2 -1;i>=0;i--){ heapify(arr,n,i); } for(int i= n-1 ;i>0;i--){ swap(&arr[0],&arr[i]); heapify(arr,i,0); } } ``` 上述代码展示了如何通过递归调用来维护堆结构并最终完成排序任务[^1]。 --- ### Java 实现示例 如果考虑另一种主流编程语言如 Java 的话,也可以按照相似思路编写如下所示的堆排序类: ```java public class HeapSort { public void sort(int[] array) { int length = array.length; // 构造初始堆 for (int i = length / 2 - 1; i >= 0; i--) { adjustHeap(array, i, length); } // 进行n-1次循环处理 for (int j = length - 1; j > 0; j--) { // 把当前最大的放到最后面去 swap(array, 0, j); // 对前面j-1个数再次进行堆化 adjustHeap(array, 0, j); } } private static void adjustHeap(int[] array,int index ,int size){ int temp=array[index]; for(int k=index*2+1;k<size;k=k*2+1){ if(k+1<size&&array[k]<array[k+1]){ k++; } if(temp>=array[k])break; array[index]=array[k]; index=k; } array[index]=temp; } private static void swap(int[] data, int a, int b){ int tmp=data[a]; data[a]=data[b]; data[b]=tmp; } } ``` 这段代码实现了完整的堆排序流程,包括初始化堆以及后续每次删除后的重排工作。 ---
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