上一篇总结了交换排序的冒泡排序和快速排序。这一篇要总结的是选择排序,选择排序分为直接选择排序和堆排序,主要从以下几点进行总结。
1、直接选择排序及算法实现
2、堆排序及算法实现
1、直接选择排序及算法实现
直接选择排序(Straight Select Sort) 是一种简单的排序方法,它的基本思想是:通过length-1 趟元素之间的比较,从length-i+1个元素中选出最小的元素,并和第i个元素交换位置。直接选择排序的最坏时间复杂度为O(n2),平均时间复杂度为O(n2)
下图展示了直接选择排序的过程。
1-1、示意图
1-2、代码
SelectionSort.java
public class SelectionSort { public static void main(String[] args) { int[] list = {9, 1, 2, 5, 7, 4, 8, 6, 3, 5}; System.out.println("************直接选择排序************"); System.out.println("排序前:"); display(list); System.out.println(""); System.out.println("排序后:"); selectionSort(list); display(list); } /** * 直接选择排序算法 */ public static void selectionSort(int[] list) { // 要遍历的次数(length-1次) for (int i = 0; i < list.length - 1; i++) { // 将当前下标定义为最小值下标 int min = i; // 遍历min后面的数据 for (int j = i + 1; j <= list.length - 1; j++) { // 如果有小于当前最小值的元素,将它的下标赋值给min if (list[j] < list[min]) { min = j; } } // 如果min不等于i,说明找到真正的最小值 if (min != i) { swap(list, min, i); } } } /** * 交换数组中两个位置的元素 */ public static void swap(int[] list, int min, int i) { int temp = list[min]; list[min] = list[i]; list[i] = temp; } /** * 遍历打印 */ public static void display(int[] list) { System.out.println("********展示开始********"); if (list != null && list.length > 0) { for (int num : list) { System.out.print(num + " "); } System.out.println(""); } System.out.println("********展示结束********"); } }
测试结果:
2、堆排序及算法实现
堆排序(Heap Sort) 利用堆(一般为大根堆)进行排序的方法。它的基本思想是:将待排序的元素构造成一个大根堆。此时,整个序列的最大值就是堆顶的根节点。将它移走(其实就是将它与数组的末尾元素进行交换,此时末尾元素就是最大值),然后将剩余的length-1 个元素重新构造成一个大根堆,这样就会得到length个元素中的次大值。如此反复执行,便能得到一个有序的序列。
堆是具有下列性质的完全二叉树:每个节点的值都大于或等于其左右孩子节点的值,称为大根堆;每个节点的值都小于或等于其左右孩子节点的值,称为小根堆。
堆排序的最坏时间复杂度为O(n*log2n),平均时间复杂度为O(n*log2n)
2-1、示意图
图一:
图二:
图三:
图四:
图五:
图六:
2-2、代码
HeapSort.java
public class HeapSort { public static void main(String[] args) { int[] list = {1, 3, 4, 5, 2, 6, 9, 7, 8, 0}; System.out.println("************堆排序************"); System.out.println("排序前:"); display(list); System.out.println(""); System.out.println("排序后:"); heapSort(list); display(list); } /** * 堆排序算法 */ public static void heapSort(int[] list) { // 将无序堆构造成一个大根堆,大根堆有length/2个父节点 for (int i = list.length / 2 - 1; i >= 0; i--) { headAdjust(list, i, list.length); } // 逐步将每个最大值的根节点与末尾元素交换,并且再调整其为大根堆 for (int i = list.length - 1; i > 0; i--) { // 将堆顶节点和当前未经排序的子序列的最后一个元素交换位置 swap(list, 0, i); headAdjust(list, 0, i); } } /** * 构造大根堆 */ public static void headAdjust(int[] list, int parent, int length) { // 保存当前父节点 int temp = list[parent]; // 得到左孩子节点 int leftChild = 2 * parent + 1; while (leftChild < length) { // 如果parent有右孩子,则要判断左孩子是否小于右孩子 if (leftChild + 1 < length && list[leftChild] < list[leftChild + 1]) { leftChild++; } // 父亲节点大于子节点,就不用做交换 if (temp >= list[leftChild]) { break; } // 将较大子节点的值赋给父亲节点 list[parent] = list[leftChild]; // 然后将子节点做为父亲节点 parent = leftChild; // 找到该父亲节点较小的左孩子节点 leftChild = 2 * parent + 1; } // 最后将temp值赋给较大的子节点,以形成两值交换 list[parent] = temp; } /** * 交换数组中两个位置的元素 */ public static void swap(int[] list, int top, int last) { int temp = list[top]; list[top] = list[last]; list[last] = temp; } /** * 遍历打印 */ public static void display(int[] list) { System.out.println("********展示开始********"); if (list != null && list.length > 0) { for (int num : list) { System.out.print(num + " "); } System.out.println(""); } System.out.println("********展示结束********"); } }
测试结果:
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