五分钟学会冒泡排序

一、什么是冒泡排序

       冒泡排序的英文是bubble sort,它是一种基础的交换排序。说到冒泡是不是就想起了快乐肥宅水呢?汽水中有许多小小的水泡哗啦哗啦的浮到上面来。这是因为组成小气泡的二氧化碳比水轻,所以小气泡可以一点一点地向上浮动。

       而冒泡排序之所以叫冒泡排序,正是因为这种排序算法的每一个元素都可以像小气泡一样,根据自身的大小,一点一点的向着数组的一侧移动。

二、图解冒泡排序

我们先看一个例子,有七个数字组成一个无序数列{5,6,3,4,1,7},对他进行冒泡排序。

 按照冒泡排序的思想:把相邻的两个数字两两比较,当一个数字大于右侧相邻的数字时,交换他们的位置,当一个数字和他右侧的数字小于或等于的时候,不交换。

 这样,作为数列中的最大的数字7就交换到了最右侧。这时第一轮冒泡结束。(有效区域只有最后一个)

根据第一轮的交换细节,第二轮到第六轮的状态为下图。

 到此为止,所有的数字都是有序的了,冒泡排序是一种稳定排序,由于该排序算法的每一轮都要遍历所有的数字,一共要遍历n-1,所以时间复杂度为O(n^2)

那么我们如何区分排序算法是否稳定呢?

如果我们交换的时候,遇到两个相同的数字,如果两个相同的数字在排序之后相对位置没有交换,那么就是稳定的排序,反之则是不稳定的排序。

三、代码实现

    public static void bubbleSort(int arr[]){
        for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
            for (int j = 0; j <arr.length-i-1 ; j++) {
                int tmp=0;
                if(arr[j]>arr[j+1]){
                    tmp=arr[j+1];
                    arr[j+1]=arr[j];
                    arr[j]=tmp;
                }
            }
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{5,6,3,2,4,1,7};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

四、代码的优化

1、整体的思路

       从上面的例子不难看出,我们可以对原来的冒泡排序进行优化。我们仍然用上面呢个数列{5,6,3,4,1,7}为例子,从上面的图解可以看出在第五轮排序后,整个数列已经是有序的,但是排序算法还是执行了第六轮排序。

       优化的思路是:如果能判断出数列已经是有序的了,并且做出标记,那么就不会执行多余的排序。 

       所以我们可以用布尔变量isSorted作为标记,如果在本轮排序中有元素进行交换,则说明数列无序;如果在本轮排序中,没有元素进行交换,我们则认为此时数列已经为有序的,不需要再去进行下一轮的排序

2、代码示例

    public static void bubbleSort(int arr[]){
        for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
            //有序标记,每一轮的初始值都是true
            boolean isSorted=true;
            for (int j = 0; j < arr.length-i-1; j++) {
                int tmp=0;
                if (arr[j]>arr[j+1]){
                    tmp=arr[j];
                    arr[j]=arr[j+1];
                    arr[j+1]=tmp;
                    //因为有元素进行交换,所以不是有序的,标记变为false
                    isSorted=false;
                }
            }
            if (isSorted){
                break;
            }
        }
    }
    public static void main(String[] args) {
        int[] arr = new int[]{5,6,3,2,4,1,7};
        bubbleSort(arr);
        System.out.println(Arrays.toString(arr));
    }

本图文内容来源于网友网络收集整理提供,作为学习参考使用,版权属于原作者。
THE END
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