手把手搭建千万级Java算法测试-选择排序

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本文已参与[新人创作礼]活动,一起开启掘金创作之路。

  现在呢,我们讲解的是选择算法,从算法思路,到算法伪代码实现,到复杂度分析,从这里开始我们手把手搭建一个测试平台的基础,根据你自身硬件水平可以对下列代码进行从1000,到千万级测试,其中算法测试时间与你的机器硬件水平和实现的算法有关系,下面是选择算法的具体讲解。

(1)排序算法的思路并且举例说明

  选择排序基本思想:从头至尾扫描序列,找出最小的一个元素,和第一个元素交换,接着从剩下的元素中继续这种选择和交换方式,最终得到一个有序序列。

例如: 5 6 3 2 4 1

第一次排序: 1 5 6 3 2 4

第二次排序: 1 2 5 6 3 4

第三次排序: 1 2 3 5 6 4

第四次排序: 1 2 3 4 5 6

(2)算法伪代码

	for (i = 1; i <= n - 1; i++) {
		smallest = i;
		for (j = i + 1; j <= n; j++)
			if (S[j] < S[smallest]){
				smallest = j;
				}
		exchange S[i] and S[smallest];
	}

(3)复杂度分析

平均时间复杂度:O(n2)    使用了for循环两次的选择排序,其中外循环完成是数据交换,内层循环完成是数据比较,所以我们分别统计数据交换次数和数据比较次数:

数据比较次数:(N-1)+(N-2)+(N-3)+…+2+1=((N-1)+1)*(N-1)/2=N^2/2-N/2;

数据交换次数:N-1

时间复杂度:N2/2-N/2+(N-1)=N2/2+N/2-1;

根据大O推导法则,保留最高阶项,去除常数因子,时间复杂度为O(N^2);大。

最好时间复杂度:O(n2) 最差时间复杂度:O(n2) 空间复杂度:O(1) 稳定性:不稳定

(4)代码主体部分

package runoob;

/**
 * 选择排序
 */
public class SelectionSort {

    public static void sort(int[] 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] < arr[minIndex] )
                    minIndex = j;//数据交换不同索引位置数据
            swap( arr , i , minIndex);
        }
    }
    private static void swap(int[] arr, int i, int j) {
        int t = arr[i];
        arr[i] = arr[j];
        arr[j] = t;
    }
    public static void SelectionSort_text(long num) {
        long start,end;
        Integer[] arr = SortHelper.generateRandomArray(num, 0, 100000);//随机生成数组
        start = System.currentTimeMillis();
        InsertionSort.sort(arr);
        end = System.currentTimeMillis();
        System.out.println("花费时间:" + (end - start) + "(ms)");
        System.out.println("下面是排序好的数列");
        SortHelper.printArray(arr);
    }
}

  对应代码中的SortHelper类我们留一个小小的悬念,留到最后来进行叙说,其中目前来说他的方法generateRandomArray的参数为,(num,left,right)第一个参数参与算法生成的数量级,作为随机生成序列,它可以为千万,因为是long级别,left和right则为生成序列的大小范围,生成的序列为返回值类型为Integer[]。

(5)测试结果如下:

2.jpg

  因为选择算法的时间复杂度比较高,如果笔者有兴趣可以尝试千万级的算法测试,这里便不在赘述。