選擇排序( Selection Sort ) 是基本排序算法之一。
其基本工作原理是將數組的後端部分保留爲無序區,在前端逐漸建立有序區。
在每一次躺的操作中,從後端無序區中挑選出最小的元素,然後與無序區的第一個元素交換,於是有序區的範圍被擴大了一個元素。
如果某個元素已經位於正確的最終位置上,則它不會被移動。選擇排序每次交換一對元素後,它們當中至少有一個被移動到了最終位置上,因此對n個元素的表進行排序總共進行至多n-1次的交換操作,在所有的完全依靠交換來實施排序的方法中,選擇排序屬於非常好的一種。相比之下,插入排序需要大量的挪位操作,在操作開銷上要大於選擇排序法。
以下給出選擇排序法的java代碼實現:
public class SelectionSort{
public static <AnyType extends Comparable<? super AnyType>>
void SelectionSort(AnyType[] a){
int index; //To mark the min position during each turn.
AnyType temp;
for(int i=0;i<a.length;i++){
index=i;
for(int j=i+1;j<a.length;j++)
//Attention! a[j] is compared with a[index], not a[i]!
//Since a[index] remains the minimum while a[i] doesn't.
//Otherwise, index will point to the last element which is smaller than a[i],
//instead of the smallest!
if(a[j].compareTo(a[index])<0) index=j;
temp=a[i];
a[i]=a[index];
a[index]=temp;
}
}
public static void main(String[] args){
System.out.println("Selection Sort:");
Integer[] elements={3,4,1,8,10,2,0,6,5};
System.out.print("Original elements: ");
for(int i=0;i<elements.length;i++) System.out.print(elements[i]+" ");
System.out.println();
SelectionSort(elements);
System.out.print("After sorting: ");
for(int i=0;i<elements.length;i++) System.out.print(elements[i]+" ");
System.out.println();
}
}
內循環 j 的掃描是在從i+1的無序區開始的,遍歷整個無序區,index標明瞭在該趟 j 的掃描中找到的最小元素的位置。
在掃描無序區完成,index找到最小位置後,實行與 i 位置元素的互換。
着重討論一下選擇排序與插入排序的比較與差別:
1.插入排序最顯著的代碼特徵是a[j]=a[j-1]的挪位操作。選擇排序最顯著的代碼特徵是temp=a[i]; a[i]=a[index]; a[index]=temp的交換操作。
2.插入排序與選擇排序都是在前端建立有序區,後端保留爲無序區。但是插入操作是先從無序區直接取出第一個元素,然後在依次向前比較挪位的過程中找到正確的位置進行插入,是先提出再找位置。選擇排序是先掃描後面無序區,找出要提出的最小元素,然後便直接插入有序區的末尾,是先找後放的過程。這兩者在邏輯上的操作順序是不同的。
3.插入排序比較的開銷小,交換的開銷大。在挪位的過程中只要找到正確位置即可插入,不需要對整個有序區的每個元素都作比較。但是挪位的時候進行的交換才做非常多。
選擇排序的比較開銷大,交換開銷小。在掃描無序區的過程中,爲了找到最小元素,無序區的每個元素都必須進行比較操作。但是最後的交換隻需進行一次。
選擇排序的平均時間複雜度也爲O(n^2),典型的二次時間的基本排序算法。
附圖一張,以便理解記憶: