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《Java 实现选择排序:原理剖析与代码详解》

目录

一、引言

二、选择排序原理

三、代码分析

1. 代码整体结构

2. main方法

3. sort方法(选择排序核心逻辑)

四、测试结果


一、引言

排序算法在计算机科学领域中是非常重要的一部分,它能够帮助我们将无序的数据按照特定的顺序进行排列,以便于后续的处理和分析。选择排序作为一种简单直观的排序算法,虽然在效率上可能不如一些更高级的排序算法,但它是理解排序概念的一个很好的入门选择。在这篇博客中,我们将深入解析一段用 Java 实现选择排序的代码,帮助大家透彻理解选择排序的原理以及代码的具体实现细节。

二、选择排序原理

选择排序的基本思想是:在未排序的序列中找到最小(或最大)的元素,然后将其与未排序序列的第一个元素进行交换位置。接着,在剩余的未排序序列中继续寻找最小(或最大)元素,并与未排序序列的第二个元素进行交换,以此类推,直到整个序列都被排序完成。

简单来说,每一轮排序都能确定一个元素在最终有序序列中的位置,经过多次这样的轮次,就能将整个数组排序好。

三、代码分析

1. 代码整体结构

以下是我们要详细分析的 Java 选择排序代码:

package 排序;

import java.util.Arrays;

public class SelectSort {

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6};
        sort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

    public static void sort(int[] arr) {
        for (int j = 0; j < arr.length; j++) {
            int min = arr[j];
            int minIndex = j; //记录真正最小值的下标
            //找真正的最小值
            for (int i = j; i < arr.length; i++) {
                if (arr[i] < min) {
                    min = arr[i];
                    minIndex = i;
                }
            }
            //真正的最小值和待排序数组第一个进行交换

            arr[minIndex] = arr[j];
            arr[j] = min;
        }
    }
}

2. main方法

在 main 方法中,首先定义了一个整数数组 arr,并初始化其值为 {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6}。这就是我们要进行排序的原始数组。

int[] arr = {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6};

然后调用了 sort 方法,并将数组 arr 作为参数传递给它,目的是对这个数组进行排序操作。

sort(arr);

最后,在排序完成后,使用 Arrays.toString 方法将排序后的数组以字符串的形式输出到控制台,以便直观地查看排序的结果。

System.out.println(Arrays.toString(arr));

3. sort方法(选择排序核心逻辑)

sort 方法实现了选择排序的核心逻辑,下面我们来详细剖析其内部的操作。

  • 外层循环
    通过 for (int j = 0; j < arr.length; j++) 这个外层循环,控制着排序的轮数。每一轮循环都会确定一个元素在最终有序序列中的位置。总共需要进行 arr.length 轮循环,因为每一轮都能将一个元素放到它正确的位置上,经过 arr.length 轮就能将整个数组排序完成。

  • 寻找每轮的最小值及其下标
    在每一轮循环开始时,先假设当前未排序序列的第一个元素(即 arr[j])就是最小值,并将其值赋给 min,同时记录其下标 minIndex 为 j

然后,通过内层循环 for (int i = j; i < arr.length; i++) 在剩余的未排序序列(从索引 j 到数组末尾)中寻找真正的最小值。如果发现某个元素 arr[i] 比当前假设的最小值 min 更小,就更新 min 的值为 arr[i],并更新 minIndex 为 i,这样就能准确找到这一轮未排序序列中的最小值及其下标。

int min = arr[j];
int minIndex = j; //记录真正最小值的下标
//找真正的最小值
for (int i = j; i < arr.length; i++) {
    if (arr[i] < min) {
        min = arr[i];
        minIndex = i;
    }
}
  • 交换元素
    在找到每一轮的最小值及其下标后,将最小值与当前未排序序列的第一个元素(即 arr[j])进行交换。通过以下两行代码实现交换操作:
arr[minIndex] = arr[j];
arr[j] = min;

先将 arr[j] 的值赋给 arr[minIndex],然后将找到的最小值 min 赋给 arr[j],这样就完成了这一轮的排序操作,将一个元素放到了它正确的位置上。

四、测试结果

当我们运行上述代码时,对于给定的初始数组 {5, 7, 4, 2, 0, 3, 1, 6},经过选择排序后,控制台会输出排序后的数组,其结果应该是 {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}


http://www.kler.cn/a/383172.html

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