【Java数据结构与算法】冒泡排序

冒泡排序

基本介绍

冒泡排序（Bubble Sorting）的基本思想是：通过对待排序序列从前向后（从下标较小的元素开始），以此比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，数值较大的元素逐渐从前移后部，就像水底下的气泡一样逐渐向上冒。
因为排序的过程中，各元素不断接近自己的位置，如果一趟比较下来没有进行过交换，就说明序列有序，因此要在排序过程中设置一个标志flag判断元素是否进行过交换。从而减少不必要的比较。

冒泡排序算法的过程

原始数组：3，4，2，5，1
第一次排序
（1）：3，4，2，5，1//如果相邻的元素逆序就交换
（2）：3，2，4，5，1
（3）：3，2，4，5，1
（4）：3，2，4，1，5
最大的 “气泡” 5已经被确定下来了

第二次排序
（1）：2，3，4，1，5
（2）：2，3，4，1，5
（3）：2，3，1，4，5
第二大的 “气泡” 4也被确定下来了

第三次排序
（1）：2，3，1，4，5
（2）：2，1，3，4，5
第三大的 “气泡” 3也被确定下来

第四次排序
（1）：1，2，3，4，5
第四大的 “气泡” 2也被确定下来

小结冒泡排序规则：

1. 一共进行数组的大小-1次大的循环。
2. 每次排序的次数在逐渐减少。
3. 如果我们发现在某次排序种，没有发生一次交换，可以提前结束冒泡排序。

代码实现

package sort;

import java.text.SimpleDateFormat;
import java.util.Date;

public class BubbleSort {
    public static void main(String[] args) {
        //int[] arr = {3,4,2,5,1};
        //初始数组
        //System.out.println("最开始的数组为：" + Arrays.toString(arr));
        //测试冒泡排序
        //bubbleSort(arr);
        //输出排序后的数组
        //System.out.println("排序后的数组为：" + Arrays.toString(arr));

        //测试冒泡排序速度O(n^2)，给80000个数据，测试
        //创建一个80000个随机的数组
        int[] arr = new int[80000];
        for (int i = 0;i < 80000;i ++) {
            //会生成一个[0，800000]的数
            arr[i] = (int)(Math.random() * 800000);
        }
        //System.out.println("最开始的数组为：" + Arrays.toString(arr));
        Date date1 = new Date();
        SimpleDateFormat simpleDateFormat1 = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
        String date1Str = simpleDateFormat1.format(date1);
        System.out.println("排序前的时间：" + date1Str);
        //测试冒泡排序
        bubbleSort(arr);
        Date date2 = new Date();
        String date2Str = simpleDateFormat1.format(date2);
        System.out.println("排序后的时间：" + date2Str);
    }
    //冒泡排序方法
    public static void bubbleSort(int[] arr) {
        // 为了容易理解，我们把冒泡排序的演变过程，给大家展示
        //第一次排序，就是将最大的数排在最后
        //冒泡排序的时间复杂度为O(n^2)，for嵌套
        //临时变量
        int temp = 0;
        //标识变量，表示是否进行过交换
        boolean flag = false;
        for (int i = 0;i < arr.length - 1;i ++) {
            for (int j = 0;j < arr.length - 1 - i;j ++) {
                //如果前面的数比后面的数大，则交换
                if (arr[j] > arr[j + 1]) {
                    flag = true;
                    temp = arr[j];
                    arr[j] = arr[j + 1];
                    arr[j + 1] = temp;
                }
            }
            //在一次排序中，一次交换都没有发生过
            if (flag == false) {
                break;
            } else {
                //重置flag继续进行循环排序
                flag = false;
            }
        }
    }
}

笔记源自：韩顺平数据结构与算法