图解简单选择排序

简单选择排序

有如下数组，我们需要对它从小到大排序，步骤如下：

1. 在数组中找到最小值，然后与第一个位置交换。
2. 除去第一个位置在数组中继续找最小值，与第二个位置交换，以此类推，直到末尾。

下图展示了整个交换的过程：

选择排序代码：

public static void sort(Comparable[] arr) {
    int n = arr.length;
    for (int i = 0; i < n; i++) {
        // 寻找[i, n)区间里的最小值的索引
        int minIndex = i;
        for (int j = i + 1; j < n; j++) {
            if (arr[j].compareTo(arr[minIndex]) < 0) {
                minIndex = j;
            }
        }
        // 每一轮循环找到最小的元素交换
        swap(arr, i, minIndex);
    }
}

private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
    Object t = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = t;
}

优化

我们通过类似对撞指针的思路，维护两个指针，这两个指针分别指向最大值和最小值。

步骤如下：

1. 我们让left指针指向数组的起始位置（最小值），right指针指向数组的末尾位置（最大值）。
2. 在left < right的前提下，保证left指向的元素 < right指向的元素，不满足则交换。
3. 在每一轮循环(left+1, right)中，遍历所有元素，如果有元素小于最小值，则更新最小值的位置；否则如果有元素大于最大值，则更新最大值的位置。
4. 一轮循环结束，让最小值和left指向的元素交换，让最大值和right指向的元素交换。
5. 让left指针和right指针所构成的区间减小，即left++, right--。

下图展示了整个交换的过程：

优化的选择排序代码：

// 在每一轮中, 可以同时找到当前未处理元素的最大值和最小值
public static void sort(Comparable[] arr) {

    int left = 0, right = arr.length - 1;
    while (left < right) {
        int minIndex = left;
        int maxIndex = right;

        // 在每一轮查找时, 要保证arr[minIndex] <= arr[maxIndex]
        if (arr[minIndex].compareTo(arr[maxIndex]) > 0) {
            swap(arr, minIndex, maxIndex);
        }

        for (int i = left + 1; i < right; i++) {
            if (arr[i].compareTo(arr[minIndex]) < 0) {
                minIndex = i;
            } else if (arr[i].compareTo(arr[maxIndex]) > 0) {
                maxIndex = i;
            }
        }

        swap(arr, left, minIndex);
        swap(arr, right, maxIndex);

        left++;
        right--;
    }
}

private static void swap(Object[] arr, int i, int j) {
    Object t = arr[i];
    arr[i] = arr[j];
    arr[j] = t;
}