一、简单选择排序
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描述:给定待排序序列A[ 0......n ] ,选择出第i小元素,并和A[i]交换,这就是一趟简单选择排序。
示例:给定数组A[0 ...... 5]={3, 5, 8, 9, 1, 2},分析A数组进行选择排序的过程:
第二趟:i=2,index=6, a[2] 和 a[6] 进行交换。得到序列:{ 1,2,8,9,3,5 }
第三趟:i=3,index=5, a[3] 和 a[5] 进行交换。得到序列:{ 1,2,3,9,8,5 }
第四趟:i=4,index=6, a[3] 和 a[5] 进行交换。得到序列:{ 1,2,3,5,8,9 }
第五趟:i=5,index=5, 不用交换。得到序列:{ 1,2,3,5,8,9 }
6-1)趟选择结束,得到有序序列:{ 1,2,3,5,8,9 }
public class SimpleSelectionSort1 { void simpleSelectionSort(int[] arr) { int length = arr.length; int i, j, index; //1. 进行length-1趟选择,每次选择出最小值 for (i = 0; i < length; i++) { index = i; //2. 选择第i小记录为arr[index] for (j = i+1; j < length; j ++) { if (arr[j] < arr[index]) { index = j; } } if (index != i) { arr[i] = arr[i] + arr[index]; arr[index] = arr[i] - arr[index]; arr[i] = arr[i] - arr[index]; } } printArray(arr); } void printArray(int[] array) { for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.print(array[i] + " "); } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 6, 12, 1, 15, 10, 17, 2, 11, 1, 4, 8, 19, 14}; SimpleSelectionSort1 selectionSort = new SimpleSelectionSort1(); selectionSort.simpleSelectionSort(arr); }}
import java.util.ArrayList;import java.util.Arrays;import java.util.Iterator;import java.util.List;public class SimpleSelectionSort2 { public Listlist = new ArrayList (); /** * 递归函数进行简单选择排序--采用list存储新排序的array,不太好 * @param arr 待排序的数组 */ void simpleSelectionSort(int[] arr) { int length = arr.length; int i, index; if (length == 1) { list.add(arr[0]); printArray(list); return; } //选择序列中最小元素,下标为index for (i = index = 0; i < length; i++) { if (arr[i] < arr[index]) { index = i; } } //将最小元素与序列中首元素交换 if (index != 0) { arr[0] = arr[0] + arr[index]; arr[index] = arr[0] - arr[index]; arr[0] = arr[0] - arr[index]; } list.add(arr[0]); //去除序列中的最小首元素,进行递归调用 arr = Arrays.copyOfRange(arr, 1, arr.length); simpleSelectionSort(arr); } /** * 递归函数进行简单选择排序 * @param array 待排序的数组 * @param startIndex 从startIndex数组下标开始往后排序,忽略startIndex之前的元素 */ public void simpleSelectionSortRecursion(int[] array, int startIndex){ //递归结束条件 if(startIndex == array.length - 1){ printArray(array); return; } //假设start元素为最小值 int minIndex = startIndex; for(int i = startIndex; i < array.length; i++){ if(array[i] < array[minIndex]){ minIndex = i; } } //如果start元素就是最小值,则不再交换 if (minIndex != startIndex) { array[startIndex] = array[startIndex] + array[minIndex]; array[minIndex] = array[startIndex] - array[minIndex]; array[startIndex] = array[startIndex] - array[minIndex]; } //递归:前面一位已经排序成功,排序startIndex元素往后移一位 simpleSelectionSortRecursion(array, startIndex + 1); } void printArray(List array) { Iterator iterator = array.iterator(); while (iterator.hasNext()) { System.out.print(iterator.next() + " "); } } void printArray(int[] array) { for (int i = 0; i < array.length; i++) { System.out.print(array[i] + " "); } } public static void main(String[] args) { int[] arr = {9, 6, 12, 1, 15, 10, 17, 2, 11, 1, 4, 8, 19, 14}; SimpleSelectionSort2 selectionSort2 = new SimpleSelectionSort2(); selectionSort2.simpleSelectionSort(arr); System.out.println("\n------------分割线--------------"); selectionSort2.simpleSelectionSortRecursion(arr, 0); }}
性能分析
容易看出,简单选择排序所需进行记录移动的操作次数较少,这一点上优于冒泡排序,最佳情况下(待排序序列有序)记录移动次数为0,最坏情况下(待排序序列逆序)记录移动次数n-1。
外层循环进行了n-1趟选择,第i趟选择要进行n-i次比较。每一趟的时间:n-i次的比较时间+移动记录的时间(为一常数0或1,可以忽略)。总共进行了n-1趟。忽略移动记录的时间,所以总时间为(n-1)*(n-i)=n^2-(i+1)*n+i。时间复杂度为O(n^2)。不管是最坏还是最佳情况下,比较次数都是一样的,所以简单选择排序平均时间、最坏情况、最佳情况 时间复杂度都为O(n^2)。同时简单选择排序是一种稳定的原地排序算法。当然稳定性还是要看具体的代码,在此就不做深究。