选择排序（Selection Sort）

最新推荐文章于 2024-04-22 21:01:01 发布

培沙

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文章标签： java 数据结构排序算法

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/qq_36515220/article/details/114291391

选择排序是一种简单直观的排序算法，其工作原理是通过n-1趟直接选择找到最小（大）元素并交换。尽管其时间复杂度为O(n^2)，但它不需要额外的内存空间。文章详细介绍了选择排序的算法描述、动图演示、代码实现、算法分析以及代码思路讲解，强调了其不稳定性，并与冒泡排序进行了对比。

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选择排序（Selection Sort）

选择排序(Selection-sort)是一种简单直观的排序算法。它的工作原理：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。

算法描述

n个记录的直接选择排序可经过n-1趟直接选择排序得到有序结果。具体算法描述如下：

初始状态：无序区为R[1…n]，有序区为空；
第i趟排序(i=1,2,3…n-1)开始时，当前有序区和无序区分别为R[1…i-1]和R(i…n）。该趟排序从当前无序区中-选出关键字最小的记录
R[k]，将它与无序区的第1个记录R交换，使R[1…i]和R[i+1…n)分别变为记录个数增加1个的新有序区和记录个数减少1个的新无序区；

n-1趟结束，数组有序化了。

动图演示

在这里插入图片描述

代码实现

public static void selectionSort(int[] array){
        int len=array.length;
        int minIndex;
        for (int i = 0; i < len-1; i++) {
            minIndex=i;
            for (int j = i+1; j < len; j++) {
                if(array[j]<array[minIndex]){
                    minIndex=j;
                }
            }
            if(minIndex!=i){
               int temp=array[minIndex];
               array[minIndex]=array[i];
               array[i]=temp;
            }
        }
    }

算法分析

表现最稳定的排序算法之一，因为无论什么数据进去都是O(n2)的时间复杂度，所以用到它的时候，数据规模越小越好。唯一的好处可能就是不占用额外的内存空间了吧。理论上讲，选择排序可能也是平时排序一般人想到的最多的排序方法了吧。

代码思路讲解

冒泡排序可以说是十大排序算的鼻祖，几乎后面所有的排序算法都是基于冒泡排序一步步改进，所做的优化。选择排序也不例外。

这就要从冒泡排序的缺点说起：冒泡通过从头遍历，比较相邻元素，满足条件则换位的方式实现排序。
每次比较，一旦满足左>右则立刻发生换位操作。这样一轮下来，最坏可能要换位length-1次

而选择排序采用标记，延迟换位。减少了算法排序中的元素换位操作次数。提升算法效率

首先，选择排序也是两两比较排序。每轮选出一个该轮的最小数，追加到左侧有序部分的尾部。所以对于长度为n的数组，需要排序n-1轮
由于每轮会得出一个最小数，将其与该轮用来比较的元素换位（从宏观上只关注左侧有序序列构建方式来看，好比每轮往左侧有序列表的尾部追加元素一样），下一轮待排序元素便从上一轮用来比较的元素下标+1开始。也就是内层循环的j=i+1开始到数组的最后一个元素。
我们先定义一个minIndex变量，用来存储每一轮排序得出的最小值下标。
待该轮遍历比较结束，判断minIndex最小值下标和用来做比较的元素下标是否一致。不一致则换位，否则不换位（一致说明用来比较的元素是该轮的最小值，不用动。然后指针右移）。
这样每一轮依照这种方式，进行比较，延迟换位排序实现对无列表的排序。

注意：
选择排序是不稳定排序。为什么这么说呢？假设有一个数组`array={1,2,5,5,3}
这里省略具体排序细节
1.第一轮排序，用1和右侧所有元素比较，1最小，不换位array={1,2,5,5,3}
2.第二轮排序，用2和2后面的所有元素比较，2最小，不换位array={1,2,5,5,3}
3.第三轮排序，用第三个5和其后面元素比较，3最小，换位array={1,2,3,5,5}
4.注意，本来在下标2位置的5和元素3（下标4）换位后，被移动到了数组末尾。而这个5和下标3位置的5大小相等。原本在下标4位置的5的前面，换位后被移动到了后面
5.第四轮，用下标3位置的5和最后一个元素5比较，相等，不换位。得出数组array={1,2,3,5,5}

在这个过程中原本在前面的5，在排序结束后被移动到了同为5的另一个元素后面。实际中，对于基本类型这点倒不会引发问题。但对于引用类型，比如我们使用选择排序对一个对象列表，据其元素的某一个字段name,进行排序（除name外其他属性字段值不同）。会发现得出的列表。相同name值得元素a,b
有时a在前，有时b在前。所以当我们对引用类型序列进行排序并着重关注其顺序时，不稳定排序则不适用。应选用稳定排序

总结

其实，可以看出。上节所讲的冒泡排序和本章的选择排序都可看做：通过遍历一个待排序无序序列，通过比较换位，来在序列的一段构建有序序列的方式来实现排序。关于冒泡排序，之前只示例了一个最简单的优化排序算法，还有很多比如如鸡尾酒排序（使用分治法进行双向冒泡排序）等等，有很多基于经典算法衍生出来的优化算法，名字千奇百怪。后续我也会陆续更新和完善。

文章有任何语言表达不当，或者讲解枯燥晦涩的地方也望有缘的读者可以提出。本人将不胜感激，并努力修正。

关于算法的理论和动图资料借鉴：https://www.cnblogs.com/onepixel/articles/7674659.html