java实现选择排序给数组排序 java实现选择排序

本教程详细讲解如何在Java中实现排序算法，并重点介绍如何修改代码以在每一步迭代完成后队列输出的当前状态。通过在排序主循环中添加打印语句，开发者可以清晰地跟踪算法的执行过程，从而更好地理解其工作原理和每一步的变化。 1. 引言：理解选择排序与可视化需求

选择排序（selection）排序）是一种简单的考察的排序算法。其基本思想是：在未排序序列中找到最小（或最大）元素，放置到排序序列的起始位置，然后再从剩余未排序元素中继续寻找最小（或最大）元素，然后放到已排序序列的补充中。重复这个过程，直到所有元素均排序完毕。

对于初学者来说或者在调试时，仅仅看到排序前和排序后的磁盘状态往往不够。我们可能需要了解算法在每一步迭代中对排序做了哪些修改，这有助于我们更深入地理解算法的执行逻辑和每一步的决策。本文将基于一个现有的Java选择排序实现，演示如何添加代码以可视化每一步迭代的中间状态。2. 排序算法基础

选择排序的核心位置两步：寻找最小元素和交换。寻找最小元素：从当前未排序部分的初始位置开始，查找到托盘补，其中找到最小元素的索引。交换：找到将的最小元素与当前未排序部分的第一个元素进行交换。

这个过程会重复n-1次（n为仓库高度），因为当n-1个元素都归位后，最后一个元素自然也在正确的位置上。

以下是实现选择排序所需的辅助方法：

立即学习“Java免费学习笔记转换（深入）”；public class SelectionSortVisualizer { /** * 将整数传送转换为易于阅读的字符串格式。 * 如：[1|5|2|8] * @param a 待的整数数组 * @return 数组的字符串表示 */ private static String arrayToString(int[] a) { String str = quot；[quot；； if (a.length gt； 0) { str = a[0]； for (int i = 1； i lt； a.length； i ) { str = quot；|quot； a[i]； } } return str quot；]quot；； } /** * 从指定初始位置到队列补充，返回最小元素的索引。

* @param from 搜索的起始索引 * @param a 待搜索的索引 * @return 最小元素的索引 */ private static intsmallestPosFrom(int from， int[] a) { int pos = from； for (int i = from 1； i lt； a.length； i ) { if (a[i] lt； a[pos]) { pos = i； } } return pos； } /** * * @param a 待的缓存 * @param pos1 第一个元素的索引 * @param pos2 第二个元素的索引 */ private static void swap(int[] a， int pos1， int pos2) { int temp = a[pos1]； a[pos1] = a[pos2]； a[pos2] = temp； } // 原始的排序方法，不包含迭代输出 public static void sort(int[] a) { for (int i = 0； i lt； a.length - 1； i ) { int pos =smallestPosFrom(i， a)； swap(a， i， pos)； } } public static void main(String[] args) { int[] myArray = {64， 25， 12， 22， 11}； System.out.println(quot；原始吞吐量为： quot； arrayToString(myArray))； sort(myArray)； //调用原始排序方法 System.out.println(quot；排序后队列为： quot；arrayToString(myArray))； }}登录后复制

在上述主方法中，我们只能看到原始队列和最终排序后的队列。要观察中间过程，我们需要对排序方法进行修改。3. 实现迭代过程可视化

为了在每一步迭代后完成显示数组的当前状态，我们只需在排序方法的主循环内部，每次元素交换操作完成后，添加一个打印数组的语句。

修改后的排序方法如下：public class SelectionSortVisualizer { // ... (arrayToString，smallestPosFrom，swap方法保持不变) ... /** * 数组对进行排序，并在每次迭代后打印数组的当前状态。

* @param a 待排序的整数队列 */ public static void sortWithIterationOutput(int[] a) { for (int i = 0； i lt； a.length - 1； i ) { // 找到当前未排序部分的最小元素索引 int pos =smallestPosFrom(i， a)； // 将最小元素与当前未排序部分的第一个元素交换 swap(a， i， pos)； // 在每次交换完成后，打印队列的当前状态 String arrayAfterIteration = arrayToString(a)； System.out.println(quot；第 quot； (i 1) quot；轮询排序后备份： quot； arrayAfterIteration)； } } public static void main(String[] args) { int[] myArray = {64， 25， 12， 22， 11}； System.out.println(quot；原始队列为： quot； arrayToString(myArray))； // 引用迭代输出的排序方法 sortWithIterationOutput(myArray)； System.out.println(quot；最终排序后备份为： quot； arrayToString(myArray))； }}登录后复制

修改逻辑解释：我们将排序方法更名为 sortWithIterationOutput 以区分。在 for (int i = 0； i lt； a.length - 1； i ) 内部循环，每次 swap(a， i， pos)；操作完成后，遍历的 i位置上的元素就已经确定是当前未排序部分的了。此时，调用 arrayToString(a) 将当前队列状态转换为字符串。使用 System.out.println 打印出当前迭代的轮次（i 1）和队列的字符串表示。4. 完整代码示例

将所有组件整合在一起，形成一个完整的、可运行的Java类：public class SelectionSortVisualizer { /** * 将整数阵列转换为易于阅读的字符串格式。

* 如：[1|5|2|8] * @param a 待转换的字节数组 * @return 数组的字符串表示 */ private static String arrayToString(int[] a) { String str = quot；[quot；； if (a.length gt； 0) { str = a[0]； for (int i = 1； i lt； a.length； i ) { str = quot；|quot； a[i]； } } return str quot；]quot； } /** * 从指定起始位置到队列传送，返回最小元素的索引。 * @param from 待搜索的起始索引 * @param a 待搜索的队列 * @return 最小元素的索引 */ private static intsmallestPosFrom(int from， int[] a) { int pos = from； for (int i = from 1； i lt； a.length； i ) { if (a[i] lt； a[pos]) { pos = i； } } 返回* @param a 待操作的吞吐量 * @param pos1 第一个元素的索引 * @param pos2 第一个元素的索引 */ private static void swap(int[] a， int pos1， int pos2) { int temp = a[pos1]； a[pos1] = a[pos2]； a[pos2] = temp； } /** *对队列进行排序，并在每次迭代后打印队列的当前状态。

* @param a 等待排序的内存队列 */ public static void sortWithIterationOutput(int[] a) { for (int i = 0； i lt； a.length - 1； i ) { int pos =smallestPosFrom(i， a)； swap(a， i， pos)； String arrayAfterIteration = arrayToString(a)； System.out.println(quot；第 quot； (i 1) quot； 轮排序后队列： quot； arrayAfterIteration)； } } public static void main(String[] args) { int[] myArray = {64， 25， 12， 22， 11}； System.out.println(quot；原始加载为： quot； arrayToString(myArray))； sortWithIterationOutput(myArray)； System.out.println(quot；最终排序后队列为： quot； arrayToString(myArray))； }}登录后复制5. 运行效果与输出分析

运行上述主要方法，你会看到如下输出：原始集群为： [64|25|12|22|11]第 1 轮排序后存储： [11|25|12|22|64]第 2 轮排序后集群： [11|12|25|22|64]第 3 轮排序后集群： [11|12|22|25|64]第4次轮排序后备份：[11|12|22|25|64]最终排序后备份为：[11|12|22|25|64]登录后复制

输出分析：原始备份：显示了排序开始前的初始状态。第1次轮排序后：最小元素11被找到并与64交换，放置在队列的第一个位置。第2轮排序后：在剩余未排序部分 [25|12|22|64] 中，最小元素 12 被找到并与 25 交换，放置在阵列的第三个位置。第 3 轮排序后：在剩余未排序部分 [25|22|64] 中，最小元素 22 被找到并与 25 交换，放置在阵列的第三个位置。第 4 轮排序后：在剩余未排序部分 [25|64] 中，最小元素 25 被找到并与 25交换（这里没有实际改变，但逻辑上发生了交换），放置在堆栈的第四个位置。最终排序后：显示了整个排序过程完成后的堆栈状态。

通过这种方式，我们清楚地看到选择排序算法是如何一步将元素归位，完成排序的。6. 注意事项性能考量：在每次迭代中进行打印操作会增加程序的执行时间。对于大型仓库来说，这种开销可以忽略不计，但对于包含数十个甚至更多元素的大型仓库来说，间隙的I/O操作会显着降低排序效率。因此，这种可视化方法主要用于学习、调试和演示，其实对于性能有严格要求的生产环境。

适用场景：这种技术不仅适用于选择排序，也可以评估其他排序算法（如冒泡排序、插入排序等），只需在相应的迭代循环内部添加打印语句即可。灵活控制：需要更精细的控制，例如只在条件下打印，或者将中间记录状态日志文件直接输出到控制台，可以进一步消耗逻辑。7. 总结

通过在选择排序算法的主循环中巧妙地插入打印语句，我们成功实现了对算法每一步迭代过程的实时可视化。这对于算法的内部工作机制、验证其正确性以及进行教学演示都非常有价值。虽然这种方法会引入一定的性能开销，但其在增强算法可解释性方面的优势使其成为学习和调试排序算法的工具。

以上就是Java选择排序：渐进可视化算法执行过程的详细内容，更多请关注乐哥常识网相关文章！