决胜经典算法之选择排序
本场Chat是《决胜经典算法》系列的第二场,同样是众多经典算法里较为简单的一个。
本系列将包含如排序、查找、深度优先/广度优先搜索等等经典算法。仅仅排序部分就包含了10种经典的排序算法,适用于不同的场景,后续逐个给大家分享。
通过本场Chat,您将得到如下内容:
- 冒泡排序法课后习题解答;
- 选择排序法的原理;
- 动图演示选择排序的整个流程;
- 选择排序算法的流程图;
- 选择排序法的伪代码实现;
- 使用Java编程语言实现选择排序法;
- 课后思考题。
习题答案
题目回顾
在上一篇文章中,我们以数列从小到大的排序方式为例,讲了冒泡排序。并在结尾处抛出一个思考题:
如果要实现从大到小排列,上述代码该做如何修改呢?
要解答这个问题十分简单,如果读者能明白从小到大排序的原理,就不难。
答案
根据冒泡排序法的原理,从小到大的排序是将较大元素依次排到最后。反之,从大到小的排序则是将较小的元素依次排到最后。
参考如下代码:
public void bubbleSort(int[] arr) { for (int i = 1; i < arr.length; i++) { for (int j = 0; j < arr.length - i; j++) { if (arr[j] < arr[j + 1]) { int temp = arr[j]; arr[j] = arr[j + 1]; arr[j + 1] = temp; } } }}
本篇的内容是第二种排序方法——选择排序。
还是之前的问题:
问题挑战
现有如下数字:
3,44,38,5,47,15,36,26,27,2,46,4,19,50,48
一共 15 个数字,请将其从小到大依次排列。
算法解析
所谓“选择排序”,就是选出数列中最大或者最小(根据题目要求,本例则是选出最小的元素)的元素放在数列的靠前位置(称为有序区)。然后再从剩余的元素(称为无序区)中选出最大或者最小的元素,放在已排序的部分后面。以此类推,直到结束。
怎么样?是不是感觉比冒泡排序更容易理解?还是先来看动图演示吧:
详细步骤
我们分步骤来拆解选择排序的全过程:
- 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。
伪代码
接下来,我们使用伪代码实现上述过程。
SelectSort (input ele[],input length) for i <- 1 to length step 1 min <- i for j <- i+1 to length step 1 if ele[j] < ele[min] min <- j end if swap(ele[j],ele[min]) end
Java 代码实现
具体到 Java 编程语言,实现上述算法的代码如下所示:
public static void selectSort(int[] arr) { for (int i = 0; i < arr.length; i++) { int min = i; for (int j = i; j < arr.length; j++) { if (arr[j] < arr[min]) { min = j; } } if (min != i) { int temp = arr[i]; arr[i] = arr[min]; arr[min] = temp; } }}
上述代码中,参数 arr 表示未经排序的数列。该方法运行结束后,arr 将变为从小到大排序的数列。
思考题
- 如果要实现从大到小排列,上述代码该做如何修改呢?
思考题答案依旧会在下篇连载中公布,大家加油哦!
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