1.引子

1.1.為什麼要學習資料結構與演算法？

有人說，資料結構與演算法，計算機網路，與作業系統都一樣，脫離日常開發，除了面試這輩子可能都用不到呀！

有人說，我是做業務開發的，只要熟練API，熟練框架，熟練各種中介軟體，寫的程式碼不也能“飛”起來嗎？

於是問題來了：為什麼還要學習資料結構與演算法呢？

#理由一：
    面試的時候，千萬不要被資料結構與演算法拖了後腿
#理由二：
    你真的願意做一輩子CRUD Boy嗎
#理由三：
    不想寫出開源框架，中介軟體的工程師，不是好廚子

1.2.如何系統化學習資料結構與演算法？

我想好了，還是需要學習資料結構與演算法。但是我有兩個困惑：

1.如何著手學習呢？

2.有哪些內容要學習呢？

學習方法推薦：

#學習方法
1.從基礎開始，系統化學習
2.多動手，每一種資料結構與演算法，都自己用程式碼實現出來
3.思路更重要：理解實現思想，不要背程式碼
4.與日常開發結合，對應應用場景

學習內容推薦：

資料結構與演算法內容比較多，我們本著實用原則，學習經典的、常用的資料結構、與常用演算法

#學習內容：
1.資料結構的定義
2.演算法的定義
3.複雜度分析
4.常用資料結構
    陣列、連結串列、棧、佇列
    散列表、二叉樹、堆
    跳錶、圖
5.常用演算法
    遞迴、排序、二分查詢
    搜尋、雜湊、貪心、分治
    動態規劃、字串匹配

2.考考你

上一篇：資料結構與算法系列十二（插入排序）中，我們詳細分析了插入排序的核心思想，和程式碼實現。插入排序的核心思想很巧妙：它是將待排序序列，分為有序區間，和無序區間，迴圈遍歷無序區間，每一次將無序區間中的第一個元素，插入到有序區間的合適位置，每一次插入都要始終保證有序區間有序。

你需要對插入排序的核心思想再仔細琢磨一下，因為我們今天的主角：選擇排序，它的核心思想與插入排序類似。

#考考你：
1.你知道選擇排序的核心思想嗎？
2.你能用java程式碼實現選擇排序嗎？
3.你知道實際開發中，為什麼插入排序，比選擇排序更好嗎？

3.案例

3.1.選擇排序核心思想

假設有一個待排序序列：[4, 5, 6, 3, 2, 1]。我們需要按照升序進行排序，排序後的序列是這 樣的：[1, 2, 3, 4, 5, 6]。

如何通過選擇排序實現呢？

選擇排序核心思想：

將待排序序列，分成兩個區間：有序區間、無序區間。一開始假定有序區間元素個數：0，無序區間元素個數：n。迴圈遍歷無序區間，每一次從無序區間中，選擇最小的一個元素，插入到有序區間的末尾。

這裡的關鍵詞有：

1.待排序序列，分成：有序區間、無序區間
2.最開始，假定有序區間元素個數：0，無序區間元素個數：n
3.每次迴圈遍歷無序區間，選擇最小元素，插入到有序區間末尾，如下圖：

3.2.選擇排序程式碼實現

3.2.1.排序程式碼

/**
* 選擇排序
* @param array：待排序陣列
* @param n：待排序陣列大小
*/
public static void sort(Integer [] array,int n) {
   // 如果排序陣列規模小於等於1，直接返回
   if (n <= 1) {
       return;
   }

   // 將待排序陣列，分為：有序區間、無序區間
   // 一開始，假設整個序列都無序，那麼有序區間的元素個數是：0
   // 無序區間的元素個數是：n
   // 每次從無序區間中，選擇最小元素
   // 插入有序區間末尾：n個元素，n次選擇
   for(int i = 0; i < n; i++){

      // 從無序區間第一個位置開始查詢：最小元素位置
      int min = i;
      for(int j = i+1; j < n; j++){
        // 比較大小，設定新的最小元素位置標記
        if(array[min] > array[j]){
             min = j;
         }
      }

     // 找到新的最小元素位置後，進行資料交換
    System.out.println("第【"+(i+1)+"】次選擇，最小元素是："+array[min]);
    int tmp = array[i];
    array[i] = array[min];
    array[min] = tmp;

   }

}

3.2.2.測試程式碼

/**
 * 選擇排序：
 * 1.時間複雜度：
 *      O(n^2)
 *  2.空間複雜度：
 *      O(1)是原地排序演算法
 * 3.演算法穩定性：
 *     不是穩定排序演算法
 */
public static void main(String[] args) {
   // 初始化測試陣列
   Integer[] array = {4,5,6,3,2,1};
   // 排序前
   System.out.println("1.排序前陣列：" + Arrays.deepToString(array));

   // 排序
   System.out.println("2.開始排序-------------------------------start");
   sort(array,array.length);

   // 排序後
   System.out.println("3.排序後陣列：" + Arrays.deepToString(array));
 }

測試結果：

D:\02teach\01soft\jdk8\bin\java 
    com.anan.algorithm.sort.SelectSort
1.排序前陣列：[4, 5, 6, 3, 2, 1]
2.開始排序-------------------------------start
第【1】次選擇，最小元素是：1
第【2】次選擇，最小元素是：2
第【3】次選擇，最小元素是：3
第【4】次選擇，最小元素是：4
第【5】次選擇，最小元素是：5
第【6】次選擇，最小元素是：6
3.排序後陣列：[1, 2, 3, 4, 5, 6]

Process finished with exit code 0

4.討論分享

#考考你答案：
1.你知道選擇排序的核心思想嗎？
  1.1.將待排序序列，分成：有序區間、無序區間
  1.2.最開始，有序區間元素個數：0，無序區間元素個數：n
  1.3.迴圈遍歷無序區間，每次選擇最小元素，插入有序區間末尾
  
2.你能用java程式碼實現選擇排序嗎？
  2.1.參考【3.2】節程式碼實現
  
3.你知道實際開發中，為什麼插入排序，比選擇排序更好嗎？
  3.1.我們在排序演算法概述中說過，衡量一個排序演算法的優劣，
  有三個因素：時間複雜度、空間複雜度、是否穩定
  3.2.插入排序與選擇排序，它們的時間複雜度都是：O(n^2)
  3.3.插入排序與選擇排序，它們的空間複雜度都是：O(1)
  3.3.插入排序，是穩定的排序演算法
  
  3.4.【注意】：選擇排序，不是穩定排序演算法
  3.5.假設有一個待排序序列：int a[]={4,5,6,4,3,2,1}
  3.6.待排序序列中，有重複元素：a[0]=4,a[3]=4
  3.7.第一輪選擇排序，選擇最小元素：a[6]=1
  3.8.將a[0]=4,a[6]=1進行交換
  
  3.9.【注意】：第一輪選擇排序後，重複元素4的順序發生了改變
  3.10.待排序序列變成：a[]={1,5,6,4,3,2,4}
  3.11.此時重複元素：a[3]=4,a[6]=4
  3.12.a[3]還是原來的a[3],a[6]是原來的a[0]
  
  3.13.我們說穩定排序演算法，是指待排序序列中重複元素，
  排序前的順序，與排序後的順序保持不變
  3.14.可見選擇排序，不符合穩定排序演算法的定義
  3.15.關於選擇排序，不是穩定排序演算法的分析，你可以結合我們前面的圖來理解

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