Java实现选择排序算法

1. 选择排序原理图解

选择排序是一种简单直观的比较排序算法。它的基本思想是：每次从未排序的部分中找到最小（或最大）的元素，将其放到已排序部分的末尾。具体步骤如下：

1. 初始状态：数组 `[64, 25, 12, 22, 11]`。
2. 第一次遍历：从未排序部分 `[64, 25, 12, 22, 11]` 中找到最小值 `11`，与第一个元素 `64` 交换，得到 `[11, 25, 12, 22, 64]`。
3. 第二次遍历：从未排序部分 `[25, 12, 22, 64]` 中找到最小值 `12`，与第二个元素 `25` 交换，得到 `[11, 12, 25, 22, 64]`。
4. 第三次遍历：从未排序部分 `[25, 22, 64]` 中找到最小值 `22`，与第三个元素 `25` 交换，得到 `[11, 12, 22, 25, 64]`。
5. 第四次遍历：从未排序部分 `[25, 64]` 中找到最小值 `25`，与第四个元素 `25` 交换（无需操作），得到 `[11, 12, 22, 25, 64]`。
6. 最终结果：数组已完全排序为 `[11, 12, 22, 25, 64]`。

 2. Java代码实现及注释

```java
public class SelectionSort {
    public static void main(String[] args) {
        int[] array = {64, 25, 12, 22, 11};
        selectionSort(array);
        System.out.println("排序后的数组：");
        for (int num : array) {
            System.out.print(num + " ");
        }
    }

    // 选择排序方法
    public static void selectionSort(int[] array) {
        int n = array.length;

        // 遍历数组的每个位置
        for (int i = 0; i < n - 1; i++) {
            // 假设当前元素是最小值
            int minIndex = i;

            // 在未排序部分中寻找最小值
            for (int j = i + 1; j < n; j++) {
                if (array[j] < array[minIndex]) {
                    minIndex = j; // 更新最小值的索引
                }
            }

            // 如果找到更小的值，交换位置
            if (minIndex != i) {
                int temp = array[i];
                array[i] = array[minIndex];
                array[minIndex] = temp;
            }
        }
    }
}
```

3. 代码说明

1. 选择排序的核心思想：
   - 每次从未排序部分中找到最小值，并将其放到已排序部分的末尾。
   - 通过两层循环实现：外层循环控制已排序部分的边界，内层循环在未排序部分中寻找最小值。

2. 时间复杂度：
   - **最坏情况**：`O(n²)`（每次都需要遍历整个未排序部分）。
   - **最好情况**：`O(n²)`（即使数组已经有序，仍需完成所有比较）。
   - **平均情况**：`O(n²)`。

3. 空间复杂度：
   - `O(1)`，因为只需要一个额外的变量来交换元素。

4. 稳定性：
   - 选择排序是**不稳定的**，因为交换操作可能改变相同值元素的相对顺序。

4. 应用场景

1. 数据量较小的场景：
   - 选择排序简单易实现，适合对小规模数据进行排序。

2. 内存限制的场景：
   - 由于空间复杂度为 `O(1)`，选择排序在内存有限的情况下表现良好。

3. 教学和演示：
   - 选择排序逻辑简单，常用于教学和算法演示。

5. 总结

选择排序是一种基础的排序算法，虽然时间复杂度较高，但在某些特定场景下仍然具有应用价值。它的特点是实现简单，但效率较低，因此在实际应用中通常被更高效的排序算法（如快速排序或归并排序）所取代。