算法

排序算法02：选择排序

算法介绍

  首先，从[0,len]中找到数组中最小的元素，让它与第一个元素交换。接着从[1,len]中找出最小的元素，让它与第二个元素交换。循环往复，最终使得数组从小到大排序。

可视化效果：这里

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/**
 * Created by YiYing on 2017/4/22.
 */
(function (W) {

    function Selection(arr) {
        this.arr = arr;
    }

    /**
     * 选择排序算法实现
     */
    Selection.prototype.sort = function () {
        var len = this.arr.length;
        for(var i=0;i<len;i++){
            var min = i;
            //找出最小元素
            for(var j=i+1;j<len;j++){
                if(this.less(j,min)){
                    min = j;
                }
            }
            //把最小元素放到最前面
            this.exchange(i,min);
        }
    };

    /**
     * 判断m是否小于n
     * @param m
     * @param n
     */
    Selection.prototype.less = function (m,n) {
        //可根据不同的数据类型设置比对规则，比如json。这里适用于数字与字符串。
        return this.arr[m]<this.arr[n];
    };

    /**
     * 交换数组中m与n的位置
     * @param m
     * @param n
     */
    Selection.prototype.exchange = function (m,n) {
        var swap    = this.arr[m];
        this.arr[m] = this.arr[n];
        this.arr[n] = swap;
    };

    /**
     * 打印排序后的数组
     */
    Selection.prototype.show = function () {
        console.log(this.arr);
    };

    /**
     * 判断是否已排序
     * @returns {boolean}
     */
    Selection.prototype.isSorted = function () {
        var len = this.arr.length;
        for(var i=1;i<len;i++){
            if(this.less(i,i-1)){
                return false;
            }
        }
        return true;
    };

    W.Selection = Selection;
})(window);

//测试代码
(function () {
    var arr = [4,5,6,0,3,5,21,7,9,0,1];
    var selection = new Selection(arr);
    console.log("排序前："+selection.isSorted());
    selection.sort();
    console.log("排序后："+selection.isSorted());
    selection.show();
})();

Java实现

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package com.algs;

public class Selection {

  /**
   * 插入排序实现逻辑
   * @param arr
   */
  public static void sort(int[] arr){
    int len = arr.length;
        for (int i = 0; i < len; i++) {
            int min = i;
            for (int j = i+1; j < len; j++) {
                if (less(arr[j], arr[min])) min = j;
            }
            exchange(arr, i, min);
        }
  }

  /**
   * 比较m是否小于n
   * @param m
   * @param n
   * @return
   */
  private static boolean less(int m,int n) {
        return m < n;
    }

  /**
   * 交换m与n的位置
   * @param a
   * @param m
   * @param n
   */
  private static void exchange(int[] a, int m, int n) {
        int swap = a[m];
        a[m] = a[n];
        a[n] = swap;
    }

  public static void show(int[] a){
    for (int i = 0; i < a.length; i++) {
            System.out.print(a[i]+" ");
        }
  }

  public static void main(String[] args) {
    int[] arr = {4,5,6,0,3,5,21,7,9,0,1};
    Selection.sort(arr);
    Selection.show(arr);
  }
}

总结

  • 运行时间和输入无关。

    为了找出最小元素而扫描一遍数组并不能为下一遍扫描提供信息。长度一致，一个有序的数组或值全部相当的数组和一个无序的数组排序所需的时间一致。

  • 数据移动是最少的。

    一个长度为N的数组只需要N次交换即可完成排序。

  • 不稳定。

    无法保证排序前与排序后重复元素的相对顺序一致。举例：序列[5,8,5,2,9]，第一遍选择第1个元素5会和2交换，那么原序列中两个5的相对前后顺序就被破坏了，所以选择排序不是一个稳定的排序算法。

  • 原地排序。

  • 时间复杂度为：平方级别。

  • 空间复杂度为：常数级别。

GitHub：https://github.com/AlbertKnag/algs-practice

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