冒泡排序
最简单排序实现
可以做成参考:https://www.cnblogs.com/shen-hua/p/5422676.html
冒泡排序的思想其实很简单,它是一种简单的选择排序,在细节上有很多种优化的方法。
它的基本思想是:两两比较相邻记录的关键字,如果反序则进行交换。
冒泡排序的优点:每进行一趟排序,就会少比较一次,因为每进行一趟排序都会找出一个较大值。如上例:第一趟比较之后,排在最后的一个数一定是最大的一个数,第二趟排序的时候,只需要比较除了最后一个数以外的其他的数,同样也能找出一个最大的数排在参与第二趟比较的数后面,第三趟比较的时候,只需要比较除了最后两个数以外的其他的数,以此类推……也就是说,没进行一趟比较,每一趟少比较一次,一定程度上减少了算法的量。
原理:比较两个相邻的元素,将值大的元素交换至右端。
思路:依次比较相邻的两个数,将小数放在前面,大数放在后面。即在第一趟:首先比较第1个和第2个数,将小数放前,大数放后。然后比较第2个数和第3个数,将小数放前,大数放后,如此继续,直至比较最后两个数,将小数放前,大数放后。重复第一趟步骤,直至全部排序完成。
第一趟比较完成后,最后一个数一定是数组中最大的一个数,所以第二趟比较的时候最后一个数不参与比较;
第二趟比较完成后,倒数第二个数也一定是数组中第二大的数,所以第三趟比较的时候最后两个数不参与比较;
依次类推,每一趟比较次数-1;
……
用时间复杂度来说:
1.如果我们的数据正序,只需要走一趟即可完成排序。所需的比较次数C和记录移动次数M均达到最小值,即:Cmin=n-1;Mmin=0;所以,冒泡排序最好的时间复杂度为O(n)。
2.如果很不幸我们的数据是反序的,则需要进行n-1趟排序。每趟排序要进行n-i次比较(1≤i≤n-1),且每次比较都必须移动记录三次来达到交换记录位置。在这种情况下,比较和移动次数均达到最大值:
冒泡排序的最坏时间复杂度为:O(n2) 。
综上所述:冒泡排序总的平均时间复杂度为:O(n2) 。
代码:
public class Bubble {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {12,123,15,21,42,0,543,65};
Bubble b = new Bubble();
b.bubble(arr);
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i]+" ");
}
}
//冒泡排序初级版
public void bubble(int[] arr){
//从下标为0的第一个元素与后面的每一个元素进行比较
for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
for (int j = i+1; j < arr.length; j++) {
if (arr[i] > arr[j]) {
int temp = arr[i];
arr[i] = arr[j];
arr[j] = temp;
}
}
}
}
}
这个初级版的冒泡排序不算是真正意义上的冒泡排序,它的思路是让每一个数字都和它后面的数字进行比较。
真正的冒泡排序
代码1:
import java.util.*;
//没有优化的方法,比较常规的冒泡排序
public class Main {
public static void main(String[] args) {
@SuppressWarnings("resource")
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String[] st = sc.nextLine().split(",");
int[] arr = new int[st.length];
for (int i = 0; i < st.length; i++) {
arr[i] = Integer.parseInt(st[i]);
}
bubble(arr);
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i]+" ");
}
}
public static void bubble(int[] arr) {
//外层循环控制排序趟数
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
//内层循环控制每一趟排序多少次
for (int j = 0; j < arr.length-i-1; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
}
}
}
}
}
优化1:略微的优化方案BubbleSort2: 如果原数组就是有序的 比如: 1,2,3,4;
如果我们继续按照BubbleSort1的方法,那还是要跑n-1趟,是不是有点浪费时间,
于是,我们就想到了一个方法,没跑完一趟就判断一次原数组现在是否有序,如果有序;
直接return 掉;于是这里就有了一个标志位flag去帮助我们判断!
代码2:
import java.util.*;
public class Main {
public static void main(String[] args) {
@SuppressWarnings("resource")
Scanner sc = new Scanner(System.in);
String[] st = sc.nextLine().split(",");
int[] arr = new int[st.length];
for (int i = 0; i < st.length; i++) {
arr[i] = Integer.parseInt(st[i]);
}
bubble(arr);
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i] + " ");
}
}
// 添加标志位的冒泡排序
public static void bubble(int[] arr) {
if (arr.length == 0) {
System.out.println("输入不能为空");
} else {
// 加入标志位优化
for (int i = 0; i < arr.length - 1; i++) {
int flag = 1;// 假定每次进入都是有序的 flag为1
for (int j = 0; j < arr.length - i - 1; j++) {
if (arr[j] > arr[j + 1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j + 1];
arr[j + 1] = temp;
flag = 0;// 如果发生交换,则flag置为0
}
}
if (flag == 1) {
break;// 如果这趟走完,没有发生交换,则原数组有序
}
}
}
}
}
优化2:减少内部循环比较的次数
代码3:
//最终优化
public class CopyOfBubbleTest1 {
public static void main(String[] args) {
int[] arr = {12,123,0,15,21,42,0,543};
CopyOfBubbleTest1 bt = new CopyOfBubbleTest1();
bt.bubble(arr);
for (int i = 0; i < arr.length; i++) {
System.out.print(arr[i]+" ");
}
}
//添加标志位的冒泡排序
public void bubble(int[] arr){
int k = arr.length - 1;//控制内部比较循环
//加入标志位优化
for (int i = 0; i < arr.length-1; i++) {
int flag = 1;//假定每次进入都是有序的 flag为1
int n = 0;
for (int j = 0; j < k; j++) {
if (arr[j] > arr[j+1]) {
int temp = arr[j];
arr[j] = arr[j+1];
arr[j+1] = temp;
flag = 0;//如果发生交换,则flag置为0
n = j;//保存最后一次交换的下标
}
}
if(flag == 1){
break;//如果这趟走完,没有发生交换,则原数组有序
}
k = n;//最后一次交换的位置给k,减少比较的次数
}
}
}