算法与数据结构学习（20）-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）,依次比较相邻元素的值，若发现逆序则交换，使值较大的元素逐渐从前移向后部，就象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。

演示冒泡过程的例子：

冒泡排序应用实例

我们举一个具体的案例来说明冒泡法。我们将五个无序的数：3, 9, -1, 10, -2 使用冒泡排序法将其排成一个从小到大的有序数列。

• 第一趟排序
  (1) 3, 9, -1, 10, 20 // 如果相邻的元素逆序就交换
  (2) 3, -1, 9, 10, 20
  (3) 3, -1, 9, 10, 20
  (4) 3, -1, 9, 10, 20

• 第二趟排序
  (1) -1, 3, 9, 10, 20 //交换
  (2) -1, 3, 9, 10, 20
  (3) -1, 3, 9, 10, 20

• 第三趟排序
  (1) -1, 3, 9, 10, 20
  (2) -1, 3, 9, 10, 20

• 第四趟排序
  (1) -1, 3, 9, 10, 20
  
  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)每一趟排序的次数在逐渐的减少
  (3) 如果我们发现在某趟排序中，没有发生一次交换， 可以提前结束冒泡排序。这个就是优化

代码实现

/**
 *  title:冒泡排序
 *  date: 2020.2.26
 */
package sort;

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

public class BubbkeSort {

	public static void main(String[] args) {
		
		//int arr[] = {3,9,-1,10,-2};
		
		//为了容易理解，我们展示冒泡排序的演变过程
		//第一趟排序是将最大的数排在最后
		
		//测试冒泡排序的速度O(n^2)
		//创建一个随机的80000个的数组
		int[] arr = new int[80000];
		for(int i =0;i<80000;i++) {
			arr[i] = (int)(Math.random()*8000000);//生成一个【0,800000】的随机数
		}
		
		Date data1 = new Date();
		SimpleDateFormat simpleDateFormat = new SimpleDateFormat("yyyy-MM-dd HH:mm:ss");
		String date1Str =simpleDateFormat.format(data1); 
		System.out.println("排序前时间="+date1Str);
		
		//测试冒泡排序
		bubblSort(arr);
		//System.out.println("~~~排序后~~~：");
		//System.out.println(Arrays.toString(arr));
		
		Date data2 = new Date();
		String date2Str =simpleDateFormat.format(data2); 
		System.out.println("排序后时间="+date2Str);
		
		
		
		
		
	}
	//将前面的冒泡算法，封装成一个方法
	public static void bubblSort(int[] arr) {
		//时间复杂度为：O(n^2)
				int temp = 0;//临时变量
				boolean flag = false;//标识变量，表示是否进行了交换
				for(int i=0;i<arr.length-1;i++) {
					for(int j = 0;j<arr.length -1-i;j++) {
						//如果前面的数大鱼后面的就交换
						if(arr[j] > arr[j+1]) {
							flag = true;
							temp = arr[j];
							arr[j] = arr[j+1];
							arr[j+1] = temp;
						}
					}
					//System.out.printf("第%d趟排序后的数组\n",i+1);
					//System.out.println(Arrays.toString(arr));
					if(!flag) {//在一趟排序中一次交换都没有发生过
						break;
					}else {
						flag = false;//重置falg，进行下一次的交换
					}
				}
	}

}