冒泡排序算法-java实现

  • 最近看了许多算法相关的书籍和博文,就想着自己记录下,大学的时候学习了冒泡排序,现在都快搞忘记了,今天再来回顾下

什么是冒泡排序算法?

  • 冒泡排序(Bubble Sort)是一种最基础的交换排序
  • 排序思想:相邻元素做比较,决定是否交换位置
  • 原始的冒泡排序是稳定排序,时间复杂度是O(N^2)

冒泡排序的java实现

  • 原始的冒泡排序java实现,如下
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int[] a = {6, 4, 5, 3, 2, 1};
            bubbleSort(a);
            System.out.println("sort:" + Arrays.toString(a));
        }
    
        /**
         * 原始的冒泡升序排序
         *
         * @param array
         */
        public static void bubbleSort(int array[]) {
            int temp;//交换元素的临时变量
            for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {//外层循环遍历的次数array.length - 1
                for (int j = 0; j < array.length - (i + 1); j++) {//内层循环遍历相邻元素进行比较和交换
                    if (array[j] > array[j + 1]) {//相邻的前一个元素大于后一个元素则交换
                        temp = array[j];
                        array[j] = array[j + 1];
                        array[j + 1] = temp;
                    }
                }
            }
        }
    }
    

冒泡排序的优化

  • 原始的冒泡排序实现很简单,比较稳定,时间复杂度基本不变
  • 如果是一个有序的数组进行排序,也是需要同样多的时间
  • 排序的中途已经有序了,那么我们就没必要在进行循环遍历了
  • 如果我们遍历一遍后没有交换元素则直接跳出循环,排序完成
  • 如果在循环遍历相邻元素的过程中,有部分数组已经有序了,那么我们则没有必要在遍历后面的元素了
  • 我们在遍历的过程中,记录下最后一次交换元素时的下标(这个下标就是有序区和无序区的边界),下次循环的边界则是这个上次最后一次交换元素的下标
  • 优化后的冒泡排序java实现,如下:
    public class Test {
        public static void main(String[] args) {
            int[] a = {2, 11, 10, 3, 9, 2, 6, 4, 5, 3, 2, 1};
            bubbleSort(a);
            System.out.println("sort:" + Arrays.toString(a));
        }
    
        /**
         * 优化后的冒泡升序排序
         *
         * @param array
         */
        public static void bubbleSort(int array[]) {
            int temp;//交换元素的临时变量
            int boundary = array.length - 1;//无序区的边界,每次比较元素到这里
            for (int i = 0; i < array.length - 1; i++) {//外层循环遍历的次数array.length - 1
                boolean sorted = true;//有序标记,每一轮都设置为true
                int lastExchange = 0;//最后一次交换元素的位置
                for (int j = 0; j < boundary; j++) {//内层循环遍历相邻元素进行比较和交换
                    if (array[j] > array[j + 1]) {//相邻的前一个元素大于后一个元素则交换
                        temp = array[j];
                        array[j] = array[j + 1];
                        array[j + 1] = temp;
                        sorted = false;//有元素交换,设置排序完成为false
                        lastExchange = j;//有元素交换,记录下交换的下标
                    }
                }
    
                boundary = lastExchange;//最后一次交换元素的下标就是下次遍历的边界
                if (sorted) {//排序完成
                    break;
                }
            }
        }
    }

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